¿Cómo se formó el Universo? Distancias cósmicas lo explicarían

El universo, con su inmensidad y misterios, ha cautivado a la humanidad desde siempre. Según la NASA, se estima que el universo observable abarca unos 93 mil millones de años luz y contiene miles de millones de galaxias. En este vasto espacio se encuentran fenómenos sorprendentes como agujeros negros y materia oscura, que desafían nuestra comprensión y despiertan la curiosidad científica.

Avances recientes en la exploración espacial han transformado nuestro entendimiento del cosmos. Misiones como las del telescopio espacial Hubble y el nuevo telescopio James Webb han proporcionado datos y imágenes sin precedentes, permitiendo a los científicos investigar el origen de estrellas y galaxias, así como la posibilidad de vida en otros planetas.

Catálogo de distancias cósmicas, así se formó el universo

Una colaboración internacional con participación española acaba de publicar el primer catálogo de distancias cósmicas, con datos de millones de galaxias lejanas y sus distancias, con una precisión, un campo de visión y una profundidad sin precedentes.

Realizado por el proyecto PAUS, en el que participan 14 instituciones de seis países, el catálogo se ha hecho con los datos recopilados durante 200 noches entre 2015 y 2019 con la cámara PAUCam, del telescopio Willian Herschel en La Palma, en España, que fue diseñada especialmente para medir la distancia a las galaxias.

El cartografiado cubre una amplia área de cielo de 50 grados cuadrados, similar a un área de aproximadamente 250 lunas llenas, que engloba datos de 1,8 millones de objetos astronómicos, lo que permitirá a los astrónomos crear mapas más precisos para comprender cómo se forma la estructura en el universo, así como estudiar la materia oscura y la energía oscura.

La expansión acelerada del universo se atribuye a la energía oscura, que constituye alrededor del 70% del Universo, pero su naturaleza sigue siendo una incógnita. El cartografiado PAUS arrojará luz sobre este enigma, ya que proporciona una caracterización precisa y completa de millones de galaxias situadas hasta distancias de más de 10.000 millones de años luz de nosotros.

“El cartografiado PAUS ofrece un enfoque revolucionario para la creación de mapas cósmicos, que es posible gracias al diseño y desarrollo de un instrumento novedoso y un cartografiado dedicado a recopilar y analizar datos de formas que nunca antes se han llevado a cabo”, dice Enrique Gaztañaga, director del cartografiado PAUS y profesor del Instituto de Cosmología y Gravitación de la Universidad de Portsmouth.

Resultados del estudio del Universo: una cámara con 40 filtros

Este catálogo representa un avance significativo en la investigación cósmica, ya que ofrece medidas fotométricas del corrimiento al rojo que determinan las distancias a las galaxias tal como aparecieron hace miles de millones de años.

Para obtener estas medidas, la cámara PAU emplea 40 filtros de diferentes colores que representan bandas estrechas en el espectro óptico, una técnica que fotografía el mismo campo varias veces a través de varios filtros de color y que permite calcular la distancia de un objeto a la Tierra.

Mientras que los estudios cósmicos espectroscópicos están equipados con grandes planos focales que permiten la medición simultánea de los desplazamientos al rojo de miles de galaxias preseleccionadas, PAUS no necesita preseleccionar galaxias, sino que, en su lugar, utiliza sus 40 filtros para medir los desplazamientos al rojo de las 30.000 galaxias dentro del campo de visión a la vez, aunque con una resolución espectral menor.

“La precisión al medir distancias de galaxias depende del número de filtros que se utilicen, ya que cada filtro proporciona información distinta sobre la galaxia. La gran ventaja de PAUS es que combina información de 40 filtros diferentes, lo que permite realizar mediciones de distancias de gran precisión. Este nivel de precisión es crucial para el estudio de la estructura del universo, que a su vez requiere datos de un gran número de galaxias”, afirma David Navarro-Gironés, investigador predoctoral en el ICE-CSIC y primer autor de uno de los artículos publicados en MNRAS.

PAUS es una colaboración entre España, Reino Unido, Países Bajos, Suiza, Alemania y China.

La explotación científica de los datos del catálogo PAUS ha sido liderado por el ICE-CSIC, junto con el Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) y otras instituciones en España como:

• Port d’Informació Científica (PIC)
• Centro gestionado por el IFAE y el CIEMAT)
• El Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC)
• El Instituto de Física Teórica (IFT-UAM/CSIC)
• Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT).