Un nuevo estudio ha mapeado las “cuencas de atracción” gravitacionales en el Universo local, ofreciendo nuevos conocimientos sobre las estructuras cósmicas a gran escala que dan forma al movimiento de las galaxias.
Un equipo de investigadores internacionales ha dado un importante paso adelante en la comprensión de la vasta estructura del Universo, identificando regiones gravitacionales clave conocidas como “cuencas de atracción”.
La investigación, dirigida por el Dr. Valade durante su trabajo doctoral bajo la supervisión del Prof. Yehuda Hoffman de la Universidad Hebrea y el Prof. Noam Libeskind de AIP Potsdam. El trabajo también contó con las contribuciones del Dr. Pomarede de la Universidad de París-Saclay, el Dr. Pfeifer de AIP Potsdam, y el Prof. Tully y el Dr. Kourkchi de la Universidad de Hawái.
Entendiendo la estructura del universo
El estudio se basa en el modelo estándar de cosmología Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM), que sugiere que la estructura a gran escala del Universo surgió de las fluctuaciones cuánticas durante las primeras etapas de la inflación cósmica. Estas diminutas fluctuaciones en la densidad evolucionaron con el tiempo, formando las galaxias y cúmulos que observamos hoy en día. A medida que estas perturbaciones de densidad crecían, atraían la materia circundante, creando regiones donde se formaban mínimos de potencial gravitatorio, o “cuencas de atracción”.
Enfoque innovador que utiliza datos de Cosmicflows-4
Utilizando los últimos datos de la compilación Cosmicflows-4 (CF4), el equipo empleó un algoritmo hamiltoniano de Monte Carlo para reconstruir la estructura a gran escala del Universo hasta una distancia correspondiente a aproximadamente mil millones de años luz. Este método permitió a los investigadores proporcionar una evaluación probabilística de los dominios gravitatorios del Universo, identificando las cuencas de atracción más significativas que gobiernan el movimiento de las galaxias.
Hallazgos clave: cuencas de atracción de Laniakea y Shapley
Catálogos anteriores habían sugerido que la Vía Láctea era parte de una región llamada Supercúmulo Laniakea. Sin embargo, los nuevos datos de CF4 ofrecen una perspectiva ligeramente diferente, lo que indica que Laniakea podría ser parte de la cuenca de atracción de Shapley, mucho más grande, que abarca un volumen aún mayor del Universo local.
Entre las regiones recientemente identificadas, la Gran Muralla Sloan se destaca como la mayor cuenca de atracción, con un volumen de alrededor de 500 millones de años luz cúbicos, más del doble del tamaño de la cuenca de Shapley, que anteriormente se consideraba la más grande. Estos hallazgos proporcionan una mirada sin precedentes al paisaje gravitacional del Universo local, ofreciendo nuevos conocimientos sobre cómo las galaxias y las estructuras cósmicas evolucionan e interactúan con el tiempo.
Un salto adelante en la investigación cosmológica
Esta investigación ofrece una comprensión más profunda de la intrincada dinámica gravitacional del Universo y las fuerzas que han dado forma a su estructura. La identificación de estas cuencas de atracción es un avance significativo en la cosmología, que podría remodelar nuestra comprensión de los flujos cósmicos y las estructuras a gran escala.
Esta investigación es importante porque profundiza nuestra comprensión de la estructura a gran escala del Universo y las fuerzas gravitacionales que le dan forma. Al mapear las cuencas de atracción, regiones donde la gravedad atrae a las galaxias y la materia, el estudio revela cómo las estructuras cósmicas masivas influyen en el movimiento y la formación de galaxias a lo largo del tiempo. Comprender estas dinámicas no solo nos ayuda a comprender mejor el pasado del Universo y su evolución en curso, sino que también proporciona información valiosa sobre cuestiones cosmológicas fundamentales, como la distribución de la materia oscura y las fuerzas que impulsan la expansión cósmica. Este conocimiento tiene el potencial de refinar nuestros modelos del Universo y guiar futuras investigaciones astronómicas.
El trabajo de investigación titulado “Identification of basins of attraction in the local universe”, ya está disponible en Nature Astronomy.
Investigadores
A. Valade1,2,3, N. I. Libeskind1, D. Pomarède4, R. B. Tully5, Yehuda Hoffman6, S. Pfeifer1 y E. Kourkchi5.
Instituciones
1) Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP), Potsdam, Alemania.
2) Universidadde Lyon, Universidad Claude Bernard Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I Lyon.
3) Universidad de Aix Marsella, CNRS/IN2P3, CPPM, Marsella, Francia.
4) Instituto de Investigación sobre las Leyes Fundamentales del Universo, CEA, Universidadde París-Saclay, Gif-sur-Yvette, Francia.
5) Instituto de Astronomía, Universidad de Hawái, Honolulu, HI, EE. UU.
6) Instituto de Física Racah, Universidad Hebrea, Jerusalem.
