Las oscilaciones acústicas bariónicas
Después del Big Bang, la materia del universo estaba repartida casi de manera uniforme, como un gran mar de partículas. La gravedad trataba de juntar dicha materia para formar galaxias. Pero cuando la materia se juntaba, se calentaba mucho, y ese calor hacía que la materia empujara hacia afuera. Así se creó una especie de cadena de «rebotes»: la gravedad la atraía, el calor la alejaba, y vuelta a empezar.
Este juego de tira y afloja creó algo parecido a ondas de sonido que viajaban por el universo, como las ondas que se forman en el agua al tirar una piedra. Estas ondas se expandieron en forma de burbujas, arrastrando parte de la materia con ellas.
Unos 380 000 años después del Big Bang, el Universo se enfrió lo suficiente como para que se formaran los primeros átomos. En ese momento, la gravedad ganó la partida, y pudo empezar a formar galaxias y otras grandes estructuras. Las burbujas de materia que se habían formado antes dejaron una especie de «huella» en la distribución de las galaxias: estas son las oscilaciones acústicas de bariones, u oscilaciones bariónicas acústicas (BAO, por sus iniciales en inglés).
Las oscilaciones acústicas de bariones son, pues, burbujas de millones de galaxias que se distribuyen por la superficie esférica, formando como un cascarón que encierra un supercúmulo de galaxias muy masivo en el centro.
Aunque estas huellas son sutiles, son muy importantes. Al estudiarlas, los astrónomos pueden entender mejor cómo se expande el Universo y cómo ha cambiado esa expansión a lo largo del tiempo.
Ho’oleilana
Ho’oleilana es una palabra hawaiana que significa «murmullos del despertar» y aparece en un canto hawaiano de la creación que evoca el origen de las cosas.
Se considera que es un BAO ya que se trata de una burbuja formada por multitud de galaxias cuyo diámetro coincide con lo predicho a partir de la teoría del Big Bang: 500 millones de años luz.
En el centro de Ho’oleilana se encuentra el supercúmulo de galaxias de Bootes. En la superficie de esta burbuja encontramos millones de galaxias que se agrupan formando grupos que a su vez se reúnen en estructuras mayores como los cúmulos y supercúmulos de galaxias de Coma, Hércules, Leo o el Gran Muro de Sloan.
Es importante señalar que esta estructura es en realidad muy sutil y que está totalmente sumergida en la distribución general de galaxias que forma la superestructura del Universo. Se necesitan avanzados medios estadísticos para poder detectar este objeto como un exceso sobre el promedio casi uniforme de galaxias que llena todo el espacio. Si consideramos todas las galaxias, la estructura esférica apenas sería perceptible.
El modelo 3D
Lo primero que se nota en el modelo es su forma esférica: tenemos entre nuestras manos la representación de una burbuja de galaxias que tuvo su origen solo 380 000 años después del Big Bang.
La superficie esférica está sembrada de pequeñas bolas que representan grupos de galaxias, pertenecientes a su vez a agrupaciones mayores: los cúmulos y supercúmulos.
Los huecos en la superficie de la esfera son reales, aunque alguno ha sido exagerado para permitir el acceso a su interior.
Dentro, en el centro, encontramos una pelota de bolitas: es el supercúmulo de Bootes. Ha sido enganchado a la superficie de la burbuja con unos finos pilares que no existen en realidad, pero que permiten mantener el supercúmulo en su posición central dentro de la burbuja.
En la superficie de la burbuja localizamos algunos de los cúmulos de galaxias más relevantes:
- supercúmulo de Hércules
- cúmulo de Coma
- supercúmulo de Leo
- supercúmulo de Corona Borealis
- supercúmulo de Ursa Major
- Gran Muro de Sloan
El modelo ha sido creado por Emilio Terol, a partir de un renderizado 3D de los datos reales realizado por Daniel Pomarède y publicados en “Ho’oleilana: An Individual Baryon Acoustic Oscillation?” por R. Brent Tully, Cullan Howlett, y Daniel Pomarède, The Astrophysical Journal (2023).
Este trabajo ha sido realizado con una ayuda de la convocatoria de Proyectos I+D+i “Pruebas de Concepto” 2022 (PDC2022), financiada por la Unión Europea a través de los Fondos NextGenerationEU, Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia. Referencia: PDC2022-133930-I00.