Investigadores del Grupo de Cosmología Observacional e Instrumentación del Instituto de Física de Cantabria (IFCA), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Cantabria (UC), participan en el proyecto de la Misión Planck de la Agencia Espacial Europea (ESA) que acaba de detectar, de forma experimental, parte de la materia que, hasta el momento, sólo había sido predicha desde el punto de vista teórico.

El trabajo 'Planck intermediate results. XL. The Sunyaev-Zeldovich signal from the Virgo cluster', basado en datos aportados por el satélite Planck y liderado por científicos del IFCA, con José María Diego a la cabeza, muestra la detección de una gran cantidad de bariones alrededor del cúmulo de galaxias Virgo, el más próximo a la nuestra, la Vía Láctea.

Según ha explicado la UC en un comunicado, esta señal, detectada por el satélite Planck, coincide con la predicha a través de simulaciones numéricas. Planck muestra cómo el denominado efecto Sunyaev-Zeldovich, que provocan los bariones, se extiende más allá de los límites del cúmulo, alcanzando dos veces el tamaño del mismo. Este resultado ha sido posible gracias a la proximidad y el gran tamaño aparente, aproximadamente 6 veces el de la Luna, del cúmulo de Virgo.

Esta investigación arroja así nueva luz sobre el problema de los bariones perdidos, ya que la cantidad de bariones detectados de forma experimental alrededor de Virgo confirma las predicciones teóricas. Así, aunque Planck no ha sido capaz de "ver" todos los bariones en nuestro entorno más cercano, sí que reduce la fracción de bariones que quedan por detectar y refuerza la hipótesis de que estas partículas subatómicas perdidas están en forma de un gas difuso con temperaturas en torno a 1 millón de grados.

Los bariones perdidos

Los bariones, la materia que existe desde nuestro universo primitivo y que compone todo lo que nos rodea, parecían haberse difuminado en el presente: ninguna observación conseguía detectarlos en nuestro entorno.

Se cree que esto es debido a que los bariones (principalmente protones y electrones) están en nubes difusas e ionizadas creando un plasma a temperaturas muy elevadas, en torno a un millón de grados. A estas temperaturas, estas nubes son prácticamente invisibles y emiten, principalmente, rayos-X de muy baja energía que no han sido detectados hasta la fecha. Esto dio lugar a lo que se conoce como 'El problema de los bariones perdidos'.

Sin embargo, estas partículas subatómicas, además de emitir rayos-X, también modifican la luz que los atraviesa. Esto permite, entre otras cosas, que el satélite Planck pueda detectar la presencia de las nubes, repletas de bariones, gracias al conocido como efecto Sunyaev-Zeldovich, y mediante el estudio de este tipo de luz en longitud de onda del microondas.

Desde el punto de vista teórico, se espera que estas nubes de gas ionizado estén más concentradas alrededor de cúmulos de galaxias. En el interior de dichos cúmulos, los bariones emiten rayos-X de mayor energía y son más fácilmente detectables con telescopios espacialmente sensibles a esta radiación.

Por otro lado, el efecto Sunyaev-Zeldovich es más intenso en el interior de los cúmulos. Sin embargo, a medida que se observa más alejado del centro de los mismos, la intensidad de los rayos-X y del efecto Sunyaev-Zeldovich decrece hasta llegar a un punto en el que no es posible detectar rayos-X o el efecto Sunyaev-Zeldovic es muy débil. En la actualidad, el modelo más aceptado predice que una gran parte de los bariones perdidos se concentran alrededor de los cúmulos, pero ninguna observación había sido capaz de detectarlos.

Ifca en la misión planck

La Universidad de Cantabria, a través de los investigadores del IFCA, ha tenido un gran protagonismo en la misión Planck, la primera europea diseñada para estudiar la radiación del fondo cósmico de microondas (CMB).

Desde que fuera lanzado al espacio en mayo de 2009, el satélite Planck ha estado recogiendo datos sobre la radiación de fondo cósmico de microondas, que es la más antigua y lejana del universo, remanente de la Gran Explosión (Big Bang) y que permite conocer cómo era el cosmos hace 13.800 millones de años. Con la información obtenida en los años en órbita, los científicos están ahondando en el conocimiento de las propiedades físicas del universo y del modelo cosmológico. Entre los resultados presentados, se ha logrado dibujar el mapa más preciso y detallado del universo jamás obtenido.