La telaraña cósmica se asemeja a una gigantesca red tridimensional: las galaxias y los cúmulos están conectados por filamentos de materia oscura. Estos filamentos son como puentes invisibles por los que la materia fluye hacia los grandes nodos. Durante mucho tiempo, los científicos intentaron comprender cómo es la densidad de estos filamentos, pero obtenían resultados contradictorios.
En el nuevo estudio, los autores utilizaron datos de la simulación TNG50, que sigue la evolución del universo, e identificaron los filamentos con el algoritmo DisPerSE. Resultó que los centros de los filamentos determinados directamente no coinciden con los picos reales de densidad. Entonces, los investigadores aplicaron el método del "cilindro que se contrae": desplazaron iterativamente el eje del cilindro hacia el máximo de densidad hasta encontrar la verdadera cresta del filamento. Esto permitió recuperar la ley de potencia interna del perfil de densidad.
A continuación, los autores dividieron las partículas de materia oscura en una componente "lisa" y partículas ligadas en pequeños halos. Resultó que el pico central de densidad en los filamentos lo crean precisamente estos pequeños halos, mientras que la componente lisa tiene un núcleo plano dentro de 0.1 del radio virial. Esto significa que en el centro de los filamentos dominan los grumos, no una distribución homogénea.
El estudio también mostró que, con el tiempo, la componente lisa se vuelve menos pronunciada: en el universo temprano, la acreción de materia a lo largo de los filamentos era más suave, mientras que en la actualidad cada vez más materia cae en forma de grumos. Esta transición de un flujo suave a uno grumoso refleja la evolución general de la estructura del universo.
En conclusión, los autores propusieron un modelo generalizado con tres leyes de potencia que describe bien el perfil de densidad universal de los filamentos. Este descubrimiento subraya que la telaraña cósmica, al igual que los halos de materia oscura, obedece al principio de autosimilitud: solo hay que encontrar la escala correcta.
Si pudieras ver los filamentos de la telaraña cósmica, se parecerían a una red neuronal luminosa extendida a lo largo de miles de millones de años luz, pero compuesta principalmente de materia oscura invisible.