Observaciones de los bariones faltantes en el medio intergaláctico caliente

Área de la Ciencia:

• Cosmología y Astrofísica
• Investigación del medio intergaláctico
• Censo de los baryones

Sus antecedentes:

• Un rompecabezas cosmológico de larga data es el déficit del 30-40% en los bariones observados en comparación con las predicciones de la nucleosíntesis del Big Bang.
• Los modelos teóricos proponen que estos bariones faltantes residen en el medio intergaláctico caliente (WHIM), un gas caliente y tenue entre las galaxias.
• La detección del WHIM es un desafío debido a la baja relación señal-ruido de los espectros ultravioleta, ya que el hidrógeno está mayormente ionizado y, por lo tanto, invisible.

Objetivo del estudio:

• Para detectar y confirmar la existencia de los bariones faltantes en el medio intergaláctico caliente.
• Investigar las propiedades y la ubicación del medio intergaláctico caliente utilizando espectroscopia de rayos X.

Principales métodos:

• Análisis de espectros de rayos X de alta relación señal-ruido de un cuásar con desplazamiento al rojo > 0,4.
• Identificación de las características de absorción del oxígeno altamente ionizado (O VII) como marcadores del WHIM.
• Evaluación de la variabilidad del absorbente y la absorción de frío asociada para descartar orígenes alternativos (por ejemplo, flujos de salida de cuásares, ISM galáctico).

Principales resultados:

• Detección de dos absorbentes de O VII en el espectro de rayos X del cuásar, lo que indica la presencia de gas caliente y ionizado.
• Los absorbentes no mostraron variabilidad durante dos años y carecían de absorción de frío asociada, descartando fuentes localizadas.
• Los sistemas O VII se encontraron en regiones con altas densidades de galaxias, consistentes con las predicciones y simulaciones de WHIM.

Conclusiones:

• Los absorbentes O VII observados se atribuyen al medio intergaláctico caliente, lo que proporciona una fuerte evidencia de su existencia.
• Este descubrimiento resuelve el antiguo problema de los bariones desaparecidos al localizar la materia bariónica deficitaria en el WHIM.
• Los hallazgos validan las simulaciones numéricas de la formación de la estructura cósmica y la distribución de la materia bariónica en el Universo.