Mapa térmico de los cúmulos de galaxias exprés
En el desierto helado de la Antártida, el telescopio SPT-3G observa las profundidades del universo. Su objetivo es la antigua radiación de microondas que quedó tras el Big Bang. Pero en su camino hacia nosotros, esta radiación atraviesa gigantescos cúmulos de galaxias llenos de gas sobrecalentado. El gas calienta ligeramente los fotones, y en el mapa del cielo aparecen manchas apenas perceptibles.
Este efecto se llama efecto Sunyaev-Zeldovich, por los dos físicos que lo predijeron. Funciona como una radiografía, pero sin rayos X: cuanto más caliente está el gas, mayor es la distorsión. Al estudiar estas manchas, los astrónomos averiguan dónde se encuentran los cúmulos y cómo se distribuye la materia en ellos. En el nuevo trabajo se recopilaron datos de varios años de observaciones a frecuencias de 95, 150 y 220 GHz, y se añadieron imágenes del observatorio espacial Herschel a 600 y 857 GHz. Todo se combinó en un solo mapa: el más profundo jamás creado.
La principal dificultad es separar la señal deseada de las interferencias. El «ruido» más traicionero lo produce el fondo infrarrojo cósmico: la luz de galaxias polvorientas lejanas que también llega al telescopio. Para eliminarlo, se construyeron dos versiones del mapa: una con máxima sensibilidad y otra con supresión del fondo. La comparación mostró que, en las escalas de interés, el fondo es decenas de veces más débil que la señal. Además, la diferencia entre los mapas permitió medir por primera vez cómo se correlacionan el efecto Sunyaev-Zeldovich y el fondo infrarrojo. Resultó que, a grandes escalas, la correlación es positiva: donde hay mucho gas caliente, también hay muchas galaxias polvorientas. A pequeñas escalas, la correlación desaparece.
Este resultado no es solo un logro técnico. Aporta nuevas restricciones a los modelos que describen cómo las galaxias expulsan materia y energía al espacio circundante. Estas «retroalimentaciones» son la clave para entender la evolución de las galaxias y los cúmulos. Así, un mapa elaborado en un desierto helado ayuda a vislumbrar cómo funciona todo el universo.
El efecto Sunyaev-Zeldovich permite ver cúmulos de galaxias a distancias enormes porque su brillo no depende de la distancia, a diferencia de la luz ordinaria, que se atenúa.
En la novela «Contacto» de Carl Sagan, los radiotelescopios captan una señal procedente de un cúmulo de galaxias; mapas como estos ayudan a localizar tales regiones.