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9 febrero 2015 1 09 /02 /febrero /2015 19:25

"Evidence for dark matter in the inner Milky Way". Nature Physics, 2015.

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Los trazadores de curvas de rotación utilizados en el documento sobre una foto del disco de la Vía Láctea como se ve desde el hemisferio sur. Los trazadores están codificados por color en azul o rojo en función de su movimiento relativo con respecto al Sol. El halo azul esféricamente simétrico ilustra la distribución de la materia oscura.

http://www.sciencedaily.com/releases/2015/02/150209113046.htm

The rotation curve tracers used in the paper over a photo of the disc of the Milky Way as seen from the Southern Hemisphere. The tracers are colour-coded in blue or red according to their relative motion with respect to the Sun. The spherically symmetric blue halo illustrates the dark matter distribution.

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Se ha demostrado que la fuerza de gravedad real de la materia en nuestra galaxia, en la Vía Lactea, supera lo que se espera de las estrellas y el gas que son observables y esto sucede ya en la posición del Sol, a mitad de camino entre el centro de la galaxia y su exterior. La curva de rotación total, que traza la masa total de la galaxia, es mucho mayor que la curva de rotación que se esperaría de las estrellas y el gas. Esa diferencia se explica por la presencia de la materia oscura, igual que en otras galaxias.

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Estimated distribution of matter and energy in the universe, today (top) and when the CMB (cosmic microwave background) was released (bottom)

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Hay una fuerte evidencia, mediante una gran variedad de observaciones diferentes, de la existencia de una gran cantidad de materia oscura en el universo. El término "materia oscura" alude materia cuya existencia no puede ser detectada mediante procesos asociados a la luz, es decir, no emiten ni absorben radiaciones electromagnéticas, así como no interaccionan con ella de modo que se produzcan efectos secundarios observables; esta materia ha sido inferida solamente a través de sus efectos gravitacionales.

Hay también una extensa evidencia circunstancial de que al menos alguna cantidad de esta materia oscura es de naturaleza no barionica, es decir, compuesta de partículas elementales distintas a los protones, neutrones y electrones (los bariones son todas aquellas partículas compuestas por tres quarks, tales como el protón o el neutrón; el electrón no es un barión sino un leptón, pero por simplicidad siempre que nos referimos a los bariones cuando hablamos sobre materia oscura se sobreentiende que incluimos a los electrones como si de un barión más se tratase). Estas partículas deben haber sobrevivido desde el Big Bang, y por lo tanto o deben ser estables o tienen tiempos de vida que exceden la edad actual del universo (durante la vida de una partícula ha esta le pueden llegar a ocurrir dos cosas: puede desintegrarse en otras partículas distintas y el tiempo que han tardado en hacerlo desde que fueron "creadas" lo llamamos su tiempo de vida; o pueden ser estables por lo que nunca se desintegrarán o transformaran en otra especie).

http://www.astrogranada.org/haley_digital/web-haley18/materia_oscura.htm

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EVIDENCIA DE EXISTENCIA DE LA MATERIA OSCURA POR ALTA ROTACIÓN GALÁCTICA
La evidencia más fuerte de materia oscura está en las curvas de rotación de las galaxias espirales. En estas observaciones, la velocidad azimutal de las nubes de hidrógeno rodeando la galaxia es medida (mediante desplazamiento Doppler) en función de la distancia al centro de la galaxia o radio galáctico. Si no hubiese materia oscura, a distancias suficientemente alejadas del centro o bulbo de la galaxia encontraríamos que la velocidad es inversamente proporcional al radio o distancia galáctica, ya que la masa visible de una galaxia espiral está prácticamente concentrada en su centro, estando el resto sobrante distribuido a su alrededor en forma de lo que denominamos brazos. Sin embargo, observaciones de muchas galaxias espirales indican una velocidad que es independiente de la distancia a grandes distancias con un valor típico de unos 200 Km s-1. En otras palabras, el movimiento de la materia que compone la estructura de una galaxia espiral no verifica las leyes de Kepler.

This artist’s impression shows the Milky Way galaxy. The blue halo of material surrounding the galaxy indicates the expected distribution of the mysterious dark matter, which was first introduced by astronomers to explain the rotation properties of the galaxy and is now also an essential ingredient in current theories of the formation and evolution of galaxies.

This artist’s impression shows the Milky Way galaxy. The blue halo of material surrounding the galaxy indicates the expected distribution of the mysterious dark matter, which was first introduced by astronomers to explain the rotation properties of the galaxy and is now also an essential ingredient in current theories of the formation and evolution of galaxies.

 

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Demostrada la presencia de materia oscura en el interior de la Vía Láctea

En las regiones internas de nuestra galaxia también hay materia oscura, según un estudio de investigadores latinoamericanos y europeos. Aunque los modelos teóricos predecían su existencia y se había logrado medir en otros lugares del universo, por primera vez se han encontrado evidencias de la presencia de esta materia que no interacciona con la luz en el interior de la Vía Láctea.

SINC | 09 febrero 2015

Una investigación publicada hoy en Nature Physics demuestra por primera vez la presencia de la materia oscura en las regiones internas de la Vía Láctea. Un grupo internacional de científicos ha examinado las medidas de la rotación de la galaxia existentes y ha comprobado que sólo pueden explicarse si existen grandes cantidades de materia oscura entre la Tierra y el centro de este conjunto de estrellas, lo que se conoce como el interior de nuestra galaxia.

Gran parte del universo está constituido por un componente que no interacciona con la luz, pero que es materia porque genera gravitación, así que se denomina materia oscura y es cinco veces más abundante que la materia que conocemos y podemos observar.

“Nuestro estudio constituye un paso fundamental en la búsqueda de la propia naturaleza de la materia oscura”, afirma el investigador principal

En las últimas décadas, los científicos han conseguido estimar con gran precisión la cantidad de materia oscura en las galaxias espirales. La rotación de las galaxias ofrece la oportunidad de medir la masa total y compararla con la masa luminosa observada. De esta forma se ve una diferencia significativa entre lo que debería ser la rotación producida únicamente por la materia ordinaria y la que realmente ocurre, y esa diferencia corresponde a la materia oscura.

Sin embargo, esta técnica es muy difícil de aplicar en nuestra propia galaxia debido a nuestra posición, a 26.000 años luz del centro, lo que impide medir la rotación del gas y las estrellas con la precisión necesaria. Históricamente, ha sido un reto descubrir la existencia de materia oscura en la Vía Lactea.

El artículo que firma como primer autor Fabio Iocco, investigador italiano del nuevo ICTP South American Institute for Fundamental Research de São Paulo (Brasil), consigue superar el desafío al demostrar que la fuerza de gravedad real de la materia en la galaxia supera lo que se espera de las estrellas y el gas que son observables y esto sucede ya en la posición del Sol, a mitad de camino entre el centro de la galaxia y su parte exterior. La curva de rotación total, que traza la masa total de la galaxia, es mucho mayor que la curva de rotación que se esperaría de las estrellas y el gas. Esa diferencia se explica por la presencia de la materia oscura, igual que en otras galaxias.

“Los modelos teóricos y las simulaciones predecían la existencia de materia oscura en nuestra galaxia, pero nadie había demostrado que realmente estaba ahí”, comenta el investigador, que hasta finales de 2014 estuvo trabajando en el Instituto de Física Teórica (Universidad Autónoma de Madrid-CSIC), donde desarrolló buena parte de este trabajo.

Por un lado, para llegar a estos resultados los científicos han utilizado una amplia colección de datos de alta precisión de la curva de rotación de la Vía Láctea, que traza la fuerza de la gravedad real de toda la materia de la galaxia. Por otro, han realizado una meticulosa reconstrucción de la atracción gravitacional esperada sólo de los componentes visibles, el gas y las estrellas. De esta forma, han conseguido lo que ya se había logrado en otras galaxias espirales: evaluar la diferencia entre la masa total y la visible de una forma muy fiable.

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Avance trascendente

Los investigadores creen que este avance tiene numerosas implicaciones. El nivel de precisión alcanzado puede ayudar a comprender la estructura y evolución de nuestra galaxia y se puede utilizar para realizar un seguimiento de la materia oscura con gran precisión.

Además, en todo el mundo se realizan experimentos en busca de partículas de materia oscura y esta investigación hace que las predicciones en las que se apoyan sean más sólidas. La materia oscura no puede estar compuesta por ningún elemento del modelo estándar de física de partículas, por eso sólo se puede inferir su existencia gracias a la astrofísica.

“Nuestro estudio constituye un paso fundamental en la búsqueda de la propia naturaleza de la materia oscura”, afirma Fabio Iocco. Para el científico y los demás responsables de este estudio, Miguel Pato y Gianfranco Bertone, que trabajan en Suecia y Holanda, respectivamente, el reto ahora es utilizar esos datos para determinar la distribución de la materia oscura en la galaxia, algo que no aborda este estudio.

Referencia bibliográfica

Fabio Iocco, Miguel Pato y Gianfranco Bertone. "Evidence for dark matter in the inner Milky Way". Nature Physics, 2015. DOI: 10.1038/nphys3237.

 

 

 

http://www.astrogranada.org/haley_digital/web-haley18/materia_oscura.htm

 

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  • Biólogo desde hace más de treinta años, desde la época en que aún los biólogos no eran empleados de los abogados ambientalistas. Actualmente preocupado …alarmado en realidad, por el LESIVO TRATADO DE(DES)INTEGRACIÓN ENERGÉTICA CON BRASIL
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