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# Física # Cosmología y astrofísica no galáctica

La Danza Cósmica de las Galaxias

Descubre cómo las galaxias se alinean e interactúan en el universo.

Fabian Hervas Peters, Martin Kilbinger, Romain Paviot, Lucie Baumont, Elisa Russier, Ziwen Zhang, Calum Murray, Valeria Pettorino, Thomas de Boer, Sébastien Fabbro, Sacha Guerrini, Hendrik Hildebrandt, Mike Hudson, Ludovic Van Waerbeke, Anna Wittje

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Galaxias en Alineación Galaxias en Alineación Cósmica galaxias y la materia oscura. Desenredando el complejo baile de las
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¡Bienvenido al loco mundo de las estructuras cósmicas! Aquí exploraremos cómo se comportan las galaxias en relación unas con otras y las estructuras a gran escala de las que forman parte. Piénsalo como un baile cósmico, donde las galaxias tienen sus propios movimientos únicos, pero a veces, se pisan los pies entre sí.

¿Qué es el Alineamiento Intrínseco?

El alineamiento intrínseco se refiere a cómo las galaxias están orientadas y moldeadas por la influencia gravitacional de su entorno. Así como tú podrías ponerte de pie un poco diferente dependiendo de si estás en casa o en una fiesta llena de gente, las galaxias también ajustan sus formas y alineaciones según el ambiente cósmico. Este alineamiento crea correlaciones entre las formas de las galaxias, lo que puede complicar nuestra comprensión de las influencias externas de fenómenos como el lente gravitacional, que es un término elegante para describir cuando la luz de galaxias distantes se curva alrededor de objetos masivos en el espacio.

La Importancia de las Mediciones de Cizalla Cósmica

La cizalla cósmica es un método clave para investigar la materia oscura y la expansión del universo. La materia oscura, que es invisible pero representa una gran parte de nuestro universo, deja su huella al doblar la luz. Cuando medimos este efecto de curvatura, podemos hacer conjeturas educadas sobre la distribución de la materia oscura. Sin embargo, la parte complicada es separar los efectos del alineamiento intrínseco de las señales de cizalla cósmica. ¡Es como intentar averiguar cómo se mueve un bailarín sin saber si está influenciado por la música o por sus compañeros de baile!

La Pista de Baile: BOSS y UNIONS

Para entender mejor estos alineamientos, los investigadores han recopilado datos de dos fuentes importantes: la Encuesta Espectroscópica de Oscilación de Baryones (BOSS) y la Encuesta Óptica Ultravioleta Cercano-Infrarrojo Norte (UNIONS). Estas colecciones de datos ayudan a los científicos a ver cómo las galaxias están bailando juntas en el gran baile del universo.

Midiendo el Baile Cósmico

Para desenredar estas complejas relaciones, los astrónomos miden funciones de correlación proyectadas entre las posiciones de las galaxias y sus formas. Piensa en esto como mapear los movimientos de baile de las galaxias para averiguar quién lideró y quién siguió. Estas mediciones permiten a los científicos hacer predicciones sobre el alineamiento de las galaxias y comprobar sus modelos contra los datos observados.

Los Detalles de los Modelos

Se utilizan dos modelos principales para describir estos alineamientos de galaxias: el modelo de Alineamiento No Lineal (NLA) y el modelo de Alineamiento y Torque de Mareas (TATT). El modelo NLA es el más simple de los dos, mientras que el modelo TATT proporciona una comprensión más profunda al considerar factores adicionales. Los científicos utilizan estos modelos para estimar cuán fuertemente las galaxias se alinean según su brillo y sus estructuras circundantes.

Cizalla Cósmica: La Estrella del Espectáculo

En los últimos años, las mediciones de cizalla cósmica se han convertido en un jugador clave para entender la distribución de materia oscura en el universo. Al analizar las formas de las galaxias de fondo, los investigadores pueden inferir la distribución de masa detrás de ellas, en particular de la materia oscura. Esto es crucial para armar el rompecabezas cósmico de cómo ha evolucionado nuestro universo a lo largo del tiempo.

Errores Sistemáticos: Los Invasores de la Fiesta

Justo cuando las cosas parecen ir bien, pueden aparecer errores sistemáticos, causando sesgos en las mediciones. Estos pueden surgir de problemas en el nivel de medición, como la forma en que se analizan las formas, o en el nivel del modelo, incluyendo comportamientos inesperados de las galaxias mismas. Esto crea desafíos que los científicos deben navegar cuidadosamente para mantener resultados creíbles.

Mitigando el Alineamiento Intrínseco

Para abordar las complicaciones causadas por el alineamiento intrínseco, los científicos han desarrollado métodos como el "de-reducción" y el "anulamiento". La reducción disminuye la influencia de pares de galaxias que están demasiado cerca en redshift, mientras que el anulamiento intenta suprimir la combinación de mediciones que son sensibles al alineamiento intrínseco. Sin embargo, estas estrategias pueden reducir el poder estadístico general de los datos, convirtiéndolo en un acto de equilibrio.

Los Frutos de la Medición Directa

Las mediciones directas del alineamiento intrínseco han mostrado resultados significativos, especialmente utilizando datos de encuestas de galaxias como BOSS y UNIONS. Al combinar estos conjuntos de datos, los investigadores pueden obtener información más precisa sobre cómo se alinean las galaxias dentro de una muestra específica. Esto ayuda a validar sus modelos y hace que las futuras encuestas cósmicas sean más confiables.

El Papel de las Galaxias Luminiscentes

Un hallazgo clave es que la fuerza del alineamiento tiende a aumentar con la luminosidad de las galaxias. Esto significa que cuanto más brillante es la galaxia, más pronunciado es su alineamiento con otras. Es como los bailarines más extravagantes en nuestro gala cósmica: aquellos con los movimientos más llamativos tienden a destacar e influir en la pista de baile.

Comparando Diferentes Muestras

Comparar las mediciones de alineamiento intrínseco a través de diferentes muestras proporciona a los científicos una mejor comprensión de cuán universales son estos alineamientos. Al analizar varios catálogos y muestras, los investigadores pueden determinar si sus hallazgos son consistentes o si ciertos factores únicos de grupos específicos están sesgando los resultados.

Mirando Hacia Adelante

A medida que nuestro baile cósmico continúa, los científicos esperan ansiosamente las próximas encuestas astronómicas. Con herramientas aún más poderosas y conjuntos de datos más grandes, profundizaremos en la comprensión de las complejidades del alineamiento intrínseco y sus implicaciones en nuestro conocimiento de la energía oscura y la evolución cósmica.

Conclusión: El Baile Cósmico Continúa

En el gran esquema del universo, las galaxias bailan en un ritmo influenciado por la gravedad, la luminosidad y su entorno. Sus formas y alineaciones esconden secretos sobre la estructura y la historia del universo. Al estudiar esta coreografía cósmica, los científicos se acercan a desentrañar los misterios de la materia oscura y la energía, allanando el camino para futuras exploraciones de nuestro universo.

Y ahí lo tienes: una visión general de las complejidades del alineamiento de galaxias, la cizalla cósmica y la importancia de entender estos fenómenos en la inmensidad del espacio. Solo recuerda, ¡el universo puede ser vasto, pero siempre está listo para un baile!

Fuente original

Título: UNIONS: a direct measurement of intrinsic alignment with BOSS/eBOSS spectroscopy

Resumen: During their formation, galaxies are subject to tidal forces, which create correlations between their shapes and the large-scale structure of the Universe, known as intrinsic alignment. This alignment is a contamination for cosmic-shear measurements as one needs to disentangle correlations induced by external lensing effects from those intrinsically present in galaxies. We constrain the amplitude of intrinsic alignment and test models by making use of the overlap between the Ultraviolet Near-Infrared Optical Northern Survey (UNIONS) covering $3500 \, \mathrm{deg}^2$, and spectroscopic data from the Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS/eBOSS). By comparing our results to measurements from other lensing surveys on the same spectroscopic tracers, we can test the reliability of these estimates and verify they are not survey dependent. We measure projected correlation functions between positions and ellipticities, which we model with perturbation theory to constrain the commonly used non-linear alignment model and its higher-order expansion. Using the non-linear alignment model, we obtain a $13\sigma$ detection with CMASS galaxies, a $3\sigma$ detection with LRGs, and a detection compatible with the null hypothesis for ELGs. We test the tidal alignment and tidal torque model, a higher-order alignment model, which we find to be in good agreement with the non-linear alignment prediction and for which we can constrain the second-order parameters. We show a strong scaling of our intrinsic alignment amplitude with luminosity. We demonstrate that the UNIONS sample is robust against systematic contributions, particularly concerning PSF biases. We reached a reasonable agreement when comparing our measurements to other lensing samples for the same spectroscopic samples. We take this agreement as an indication that direct measurements of intrinsic alignment are mature for stage IV priors.

Autores: Fabian Hervas Peters, Martin Kilbinger, Romain Paviot, Lucie Baumont, Elisa Russier, Ziwen Zhang, Calum Murray, Valeria Pettorino, Thomas de Boer, Sébastien Fabbro, Sacha Guerrini, Hendrik Hildebrandt, Mike Hudson, Ludovic Van Waerbeke, Anna Wittje

Última actualización: 2024-12-02 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2412.01790

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.01790

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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