Hay pocos momentos más impresionantes que estar bajo un cielo estrellado brillante. La Vía Láctea, envuelta arriba en una hoja cósmica de colores y patrones, también insinúa que hay más de lo que parece.
La mayoría de nosotros anhelamos estas noches oscuras, lejos de las luces de la ciudad. Pero un nuevo estudio sugiere que el Universo es un poco también oscuro.
Los vastos tramos del espacio vacío están unidos por filamentos de hidrógeno y helio. Pero hay una desconexión entre lo brillante que se espera que sea la estructura a gran escala del Universo y lo brillante que es en realidad.
En un estudio reciente, un equipo de astrónomos dirigido por Juna Kollmeier del Instituto Carnegie para la Ciencia descubrió que la luz de las poblaciones conocidas de estrellas y cuásares no es suficiente para explicar las observaciones del hidrógeno intergaláctico.
En un universo brillantemente iluminado, el hidrógeno intergaláctico será fácilmente destruido por fotones energéticos, lo que significa que las imágenes de la estructura a gran escala en realidad aparecerán más tenues. Mientras que en un Universo oscuro, hay menos fotones para destruir el hidrógeno intergaláctico y las imágenes aparecerán más brillantes.
Las observaciones del telescopio espacial Hubble de la estructura a gran escala muestran un universo brillantemente iluminado. Pero las simulaciones de supercomputadoras que usan solo las fuentes conocidas de luz ultravioleta producen un universo débilmente iluminado. La diferencia es un impresionante 400 por ciento.
Las observaciones indican que los fotones ionizantes de estrellas jóvenes y calientes casi siempre son absorbidos por el gas en la galaxia anfitriona, por lo que nunca escapan para afectar el hidrógeno intergaláctico. El culpable necesario podría ser el número conocido de cuásares, que es muy inferior al necesario para producir la luz requerida.
"O nuestra contabilidad de la luz de las galaxias y los cuásares está muy lejos, o hay alguna otra fuente importante de fotones ionizantes que nunca hemos reconocido", dijo Kollmeier en un comunicado de prensa. “Llamamos a esta luz faltante la crisis de subproducción de fotones. Pero son los astrónomos los que están en crisis. De alguna manera, el universo se lleva muy bien ".
Curiosamente, este desajuste solo aparece en el cosmos cercano, relativamente bien estudiado. En el Universo temprano, todo suma.
"Las simulaciones se ajustan perfectamente a los datos en el universo primitivo, y se ajustan perfectamente a los datos locales si se nos permite suponer que esta luz adicional está realmente allí", dijo el coautor Ben Oppenheimer de la Universidad de Colorado. "Es posible que las simulaciones no reflejen la realidad, lo que en sí mismo sería una sorpresa, porque el hidrógeno intergaláctico es el componente del Universo que creemos que entendemos mejor".
Entonces, los astrónomos están tratando de arrojar luz sobre la luz que falta.
"La posibilidad más emocionante es que los fotones que faltan provienen de alguna fuente nueva y exótica, no galaxias o cuásares", dijo el coautor Neal Katz, de la Universidad de Massachusetts en Amherst.
El equipo está explorando estas nuevas fuentes con vigor. Es posible que haya una población de quásares sin descubrir en el Universo cercano. O más exóticamente, los fotones podrían crearse a partir de la aniquilación de la materia oscura.
"Lo mejor de una discrepancia del 400 por ciento es que sabes que algo está realmente mal", dijo el coautor David Weinberg de la Universidad Estatal de Ohio. "Todavía no sabemos con certeza de qué se trata, pero al menos una cosa que creíamos saber sobre el universo actual no es cierta".
Los resultados fueron publicados en The Astrophysical Journal Letters y están disponibles en línea.
