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Crean software para rastrear la vastedad del vacío cósmico

Los más recientes y sofisticados mapas de las galaxias observadas revelan la existencia de inmensas zonas donde la nada pareciera ser el factor predominante. Detectar estos vacíos en la profundidad del espacio es crítico para comprender su origen y significado. Se trata de una ardua tarea porque se dispone de pocos datos, a veces incompletos, de ahí que se hayan probado distintos métodos pero no se tiene aún un diagnóstico único.

Un grupo de científicos abordó también el desafío dando a luz a Delfin++ un software desarrollado por investigadoras/es de la Universidad de Chile y del Observatorio ALMA. Los resultados fueron publicados en la última edición de la revista Astronomy and Computing.

“Delfin++ es un innovador programa basado en modelos geométricos de mallas, capaz de detectar vacíos en la distribución espacial de las galaxias. Su aplicación en regiones ya estudiadas del cielo podría perfeccionar nuestro conocimiento de estas sorprendentes estructuras”, indica Luis Campusano, profesor titular del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias Físicas (FCFM) de la Universidad de Chile.

Imagen utilizada con permiso del titular de los derechos de autor

“Los vacíos cósmicos son regiones que contienen sólo unas pocas galaxias en su interior siendo su extensión hasta de cientos de millones de años-luz. Fueron descubiertos en 1978 por los astrónomos estadounidenses Stephen Gregory y Laird Thompson”, agrega Campusano, quien es Doctor en Astronomía de Toulouse (Francia) y co-autor del trabajo.

Mediante las investigaciones, se ha descubierto que las galaxias no están dispersas al azar en el universo, sino que siguen un patrón similar a una estructura espumosa conocida en inglés como «cosmic web». Esta especie de telaraña cósmica, que ocupa todo el universo observable y más allá, está formada por filamentos, cúmulos y paredes de galaxias entrelazadas, dejando entremedio estos vacíos gigantes. Analizar la red observada de galaxias para luego detectar los vacíos es el objetivo de este nuevo software.

“Nos valemos de las galaxias para determinar la estructura a gran escala del universo, pero como representan una fracción pequeña de la masa total, tal vez nos cuentan sólo una parte de la historia. Aproximadamente el 80% de la masa total del universo está compuesta de materia oscura, que si bien tiene efectos gravitacionales no interactúa con la luz”, advierte el Dr. Gabriel Marinello del Observatorio ALMA, también co-autor.

Más simple y más eficaz que sus competidores

El equipo de Delfin++ adoptó una definición conceptualmente más simple para detectar los vacíos cósmicos cuya validez se comprobó al comparar sus resultados con los de otros software de búsqueda. “Requiere de una sola especificación (numérica) para su ejecución, emplea los valores de densidad espacial de galaxias provenientes del modelo geométrico, y permite regiones vacías de cualquier forma», afirma Valeria Guidotti, titulada del Departamento de Ciencias de la Computación(DCC) de la FCFM,  autora principal de este artículo y quien actualmente se desempeña en el Data Observatory, entidad público-privada.

“A futuro, el plan es refinar y optimizar aún más Delfin++ para limitar los efectos de los bordes y de la ausencia puntual de datos en los mapas de galaxias, y generar un  catálogo de vacíos en regiones selectas del cielo”, concluye Nancy Hitschfeld, quien es profesora titular del DCC, doctora de la Universidad ETH Zurich, y co-autora de la investigación.

Los resultados completos del estudio se encuentran disponibles en la revista Astronomy and Computing, Volumen 44, Julio de 2023 (Enlace al artículo).

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