Descubierta la mayor estructura del universo, nombrada Quipu

Astrónomos han descubierto la estructura más grande del universo hasta ahora, llamada Quipu en honor a un sistema de medición inca, que se extiende por más de 1.300 millones de años luz.

La investigación, disponible en el repositorio arXiv, ha sido aceptada para su publicación en la revista Astronomy and Astrophysics. Hans Bohringer, del Instituto Max Planck, es el autor principal, informa Universe Today.

"Para determinar con precisión los parámetros cosmológicos, necesitamos entender los efectos de la estructura local a gran escala del Universo en las mediciones", escriben los autores. "Estos incluyen modificaciones del fondo cósmico de microondas, distorsiones de las imágenes del cielo por lentes gravitacionales a gran escala y la influencia de los movimientos de flujo a gran escala en las mediciones de la constante de Hubble".

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Las superestructuras son estructuras extremadamente grandes que contienen grupos de cúmulos y supercúmulos de galaxias. Son tan masivas que desafían nuestra comprensión de cómo evolucionó nuestro Universo. Algunas de ellas son tan masivas que rompen nuestros modelos de evolución cosmológica.

Quipu y las otras cuatro superestructuras que encontraron los investigadores contienen el 45% de los cúmulos de galaxias, el 30% de las galaxias, el 25% de la materia y ocupan una fracción de volumen del 13%.

Los Quipu son dispositivos de registro hechos por los antiguos incas con cuerdas anudadas, donde los nudos contienen información basada en el color, el orden y el número. "Esta vista da la mejor impresión de la superestructura como un filamento largo con pequeños filamentos laterales, lo que inspiró el nombre de Quipu", explican los autores en su artículo.

Investigación

En su trabajo, Bohringer y sus co-investigadores encontraron Quipu y otras cuatro superestructuras dentro de un rango de distancia de 130 a 250 megaparsecs. Utilizaron cúmulos de galaxias de rayos X para identificar y analizar las superestructuras en su Encuesta de Cúmulos de Estructuras Cósmicas a Gran Escala en Rayos X (CLASSIX).

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Los cúmulos de galaxias de rayos X pueden contener miles de galaxias y una gran cantidad de gas intracúmulo muy caliente que emite rayos X. Estas emisiones son la clave para mapear la masa de las superestructuras. Los rayos X trazan las regiones más densas de concentración de materia y la red cósmica subyacente. Las emisiones son como señales para identificar superestructuras.

Los autores señalan que "la diferencia en la densidad de galaxias alrededor de los cúmulos de campo y los miembros de las superestructuras es notable". Esto podría deberse a que los cúmulos de campo están poblados por cúmulos menos masivos que los de la superestructura, en lugar de a que los cúmulos de campo tengan una densidad de galaxias menor.

Independientemente de las razones, la masa de estas superestructuras ejerce una enorme influencia en nuestro intento de observar, medir y comprender el cosmos. "Estas grandes estructuras dejan su huella en las observaciones cosmológicas", escriben los autores.

Superestructuras

Las superestructuras dejan una huella en el Fondo Cósmico de Microondas (CMB), que es la radiación reliquia del Big Bang y la evidencia clave que lo respalda. Las propiedades del CMB coinciden con nuestras predicciones teóricas con una precisión casi quirúrgica. La gravedad de las superestructuras altera el CMB a medida que pasa a través de ellas según el efecto Sachs-Wolfe integrado (ISW), lo que produce fluctuaciones en el CMB. Estas fluctuaciones son artefactos de primer plano que son difíciles de filtrar, lo que introduce interferencias en nuestra comprensión del CMB y, por lo tanto, del Big Bang.

Las superestructuras también pueden afectar las mediciones de la constante de Hubble, un valor fundamental en cosmología que describe la velocidad a la que se expande el Universo. Si bien las galaxias se están alejando debido a la expansión, también tienen velocidades locales, llamadas velocidades peculiares o movimientos de flujo. Es necesario separarlas de la expansión para comprender la expansión con claridad. La gran masa de estas superestructuras influye en estos movimientos de flujo y distorsiona nuestras mediciones de la constante de Hubble.

La investigación también señala que estas estructuras masivas pueden alterar y distorsionar nuestras imágenes del cielo a través de lentes gravitacionales a gran escala. Esto puede introducir errores en nuestras mediciones.

Por otra parte, las simulaciones del Lambda CDM producen superestructuras como Quipu y las otras cuatro. El Lambda CDM es el modelo estándar de la cosmología del Big Bang y su correlación con la teoría de la relatividad general.