Personal investigador de l'Observatori Astronòmic UV proposa una nova manera de detectar i mesurar la presència de matèria fosca en l'Univers

El mètode proposat per l'equip partix de l'anàlisi d'una simulació computacional que abasta gran volum de l'Univers, incloent-hi els cúmuls de galàxies i les gegantesques ones de xoc produïdes durant la seua formació, és a dir, els anomenats ‘xocs d'acreció’. Concretament, el treball demostra que la massa total dels cúmuls, el radi del xoc d'acreció i la intensitat d'este es troben estretament relacionats. “Estes ones de xoc són conseqüència de la forta desceleració i subsegüent calfament de la matèria ordinària, que aconseguix velocitats supersòniques a causa de l'acció gravitatòria generada per la matèria fosca”, explica el físic David Vallés Pérez, investigador del programa Atracció de Talent de la UV en el Departament d’Astronomia i Astrofísica, i primer autor de l'article. “El mètode que proposem permetrà mesurar la massa total del cúmul, un 85% de la qual sabem que correspon a matèria fosca”, afig Vallés.

“Les simulacions cosmològiques juguen el paper de grans laboratoris virtuals en els quals recrear i estudiar els diferents processos físics que determinen la formació i evolució de l'Univers. En este sentit, les simulacions han sigut una ferramenta clau per a l'avanç de la nostra visió del Cosmos”,  Vicent Quilis, catedràtic d'Astronomia i Astrofísica, responsable del grup de Cosmologia Computacional i cosignatària del treball

Així, el resultat d'este treball obri les portes a l'establiment d'un nou mètode científic, més precís i de confiança, per a l'estudi de la matèria fosca, un factor fonamental per al model cosmològic del Big bang. “Malgrat el repte que suposa mesurar les propietats del gas al voltant de les ones de xoc més externes, algunes dades preliminars permeten esperar que, en els pròxims anys, diferents projectes observacionals en raigs X i ones mil·limètriques aconseguisquen mesurar el radi i la intensitat dels xocs d'acreció per a un gran nombre de cúmuls de galàxies”, comenta Susana Planelles, professora titular del Departament d’Astronomia i Astrofísica, codirectora de l'estudi i cosignatari del paper. “I estes mesures directes permetran aplicar el mètode que proposem per a estimar el contingut de matèria fosca dels cúmuls”, afig la investigadora pertanyent al grup de Cosmologia Computacional responsable de la investigació.

Per a desenvolupar este estudi, l'equip s'ha servit del supercomputador ‘Lluís Vives’, un sistema híbrid de memòria compartida i distribuïda amb més de deu mil nuclis de càlcul, que forma part de la xarxa de supercomputació de la Universitat de València. “Les simulacions cosmològiques juguen el paper de grans laboratoris virtuals en els quals recrear i estudiar els diferents processos físics que determinen la formació i evolució de l'Univers. En este sentit, les simulacions han sigut una ferramenta clau per a l'avanç de la nostra visió del Cosmos”, explica Vicent Quilis, catedràtic d'Astronomia i Astrofísica, responsable del grup de Cosmologia Computacional i cosignatària del treball.

Els resultats d'este estudi es desprenen de la tesi doctoral en curs de David Vallés –dirigida per Vicent Quilis i Susana Planelles– i suposaran, segons l'article, una nova restricció al model cosmològic actual, que estima en un 85% la quantitat de matèria fosca de l'Univers. “Esperem que l'aplicació del mètode que descrivim permeta utilitzar tota una nova generació de dades observacionals molt útils per a determinar els components de l'Univers i contribuir, per consegüent, a millorar el model cosmològic que ens ajuda a entendre la formació i evolució del Cosmos”, conclou Quilis.