Los astrofísicos que estudian la expansión del Universo con los catálogos de galaxias más grandes jamás reunidos están dando paso a una emocionante era de cosmología de precisión. La semana pasada, el Sloan Digital Sky Survey (SDSS) emitió su publicación final de datos públicos, y los científicos que trabajan en su programa más grande, el Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) también presentaron sus resultados finales en la reunión de la American Astronomical Society en Seattle, Washington.
Al mapear más de 10,000 grados cuadrados, el 25% del cielo, BOSS está "midiendo la expansión acelerada de nuestro universo con la encuesta de desplazamiento al rojo extragaláctico más grande del mundo", según el Director de SDSS-III Daniel Eisenstein del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica. Los resultados de BOSS incluyen mediciones nuevas y precisas de la tasa de expansión del universo (llamada "constante de Hubble") y la densidad de la materia, que incluye materia oscura, estrellas, gas y polvo.
BOSS realizó sus observaciones en el Telescopio Sloan Foundation de 2.5 metros en el Observatorio Apache Point en Nuevo México, produciendo espectros y posiciones espaciales para 1.5 millón galaxias y 300,000 cuásares en un volumen equivalente a un cubo con una longitud de 8,5 mil millones de años luz de lado (ver imagen de arriba). Los astrónomos utilizaron este rico conjunto de datos para mapear las distribuciones de los objetos y detectar la escala característica impresa por las oscilaciones acústicas bariónicas en el universo temprano. Las ondas sonoras se propagan hacia afuera con el tiempo, como ondas que se extienden en un estanque, y se indican mediante una señal de agrupamiento a gran escala en las posiciones de las galaxias entre sí (ver la ilustración a continuación). Al analizar esta señal en diferentes momentos, es posible estudiar el comportamiento de la misteriosa "energía oscura" que causa la expansión acelerada del universo.
En los resultados finales de BOSS, cientos de científicos en la colaboración internacional midieron esta escala con una precisión sin precedentes. En particular, Ashley Ross de la Universidad Estatal de Ohio presentó resultados que demostraron el poder de combinar un análisis de las distribuciones transversales y de línea de visión de las galaxias. En un artículo de Eric Aubourg y colaboradores, los astrónomos de BOSS midieron la escala de distancia cósmica de las galaxias en el universo "local" y de los cuásares en el universo de distancia con errores sistemáticos impresionantemente pequeños, a menos del nivel del 1%, cuando se combinaron con microondas cósmico restricciones de fondo. Su análisis cosmológico arroja una medida de la constante de Hubble y de la densidad de materia del universo consistente con una cosmología de materia oscura fría "plana" con una constante cosmológica (ver más abajo). Los modelos cosmológicos que incluyen curvatura, energía oscura en evolución o neutrinos masivos no se descartan por completo, pero los datos los respaldan menos que antes. Otros resultados de la colaboración se presentarán para su publicación en los próximos meses.
El conjunto de datos BOSS "representa el estándar de oro en el mapeo de la red de galaxias que comprende la estructura a gran escala del Universo ... Los datos nos permiten rastrear, con mayor precisión que nunca, la presencia de energía oscura, el comportamiento de la gravedad en escalas cósmicas y el efecto de neutrinos masivos ", dice Chris Blake de la Universidad de Swinburne, no afiliado a la colaboración.
¿A dónde irá el equipo de BOSS desde aquí? La colaboración ha comenzado a trabajar en SDSS-IV, cuya misión de seis años incluye una ambiciosa encuesta extendida de BOSS (eBOSS). Según el coordinador de objetivos de eBOSS, Jeremy Tinker, de la Universidad de Nueva York, las observaciones de eBOSS de más de 700,000 cuásares medirán con precisión la escala de distancia "en un régimen de desplazamiento al rojo mucho más alto que no está cubierto por las encuestas actuales a gran escala".
Puede leer más sobre BOSS y actualizaciones sobre los otros tres componentes de SDSS en nuestro artículo anterior aquí.
Sitio web de SDSS
(Divulgación completa: Ramin Skibba había sido miembro de la colaboración BOSS durante 2010-2012.)
