Búsqueda de la materia bariónica en el supercúmulo de Corona Borealis

Abstract

Uno de los parámetros mas relevantes en la descripción del Universo es la densidad bariónica media. Esta ha sido estimada a través de las abundancias de los elementos primordiales y confirmada en estudios recientes del espectro de potencias del Fondo Cósmico de Microondas (FCM). Sin embargo, las observaciones de la materia bariónica en el universo actual sólo pueden dar cuenta de un contenido bariónico un factor dos más bajo. Esta fracción de bariones que faltan pueden estar distribuidos en las grandes estructuras del Universo a lo largo de filamentos que conectan a los cúmulos de galaxias, en forma de ``gas difuso templado/caliente", de temperatura 10^{5}K< T< 10^{7}K, según sugieren simulaciones de la evolución de la estructura en el Universo. Una posible forma de identificar este tipo de bariones es mediante el efecto Compton inverso que un gas a esta elevada temperatura produciría en los fotones del FCM (el efecto Sunyaev-Zel'dovich, SZ). El interferómetro VSA del Observatorio del Teide ha intervenido en la búsqueda de este tipo de materia. Ha producido mapas a ~33 GHz, con un haz de 11' y una sensibilidad de ~20 mJy, para el Supercúmulo de Corona Borealis (CrB-SC). Se ha observado una región de ~6º cuadrados detectando una zona dentro del Supercúmulo que podría estar asociada a un efecto SZ producido por el gas difuso a escalas más grandes que la de los cúmulos de galaxias, (Génova-Santos et al. 2005, 2008). En esta tesis se ha estudiado la población galáctica de dicha zona, denominada CrB-H, y verificado la existencia de alguna diferencia respecto a otras regiones, cumulares o intercumulares, del Supercúmulo. Se han utilizado, para ello, datos fotométricos y espectroscópicos de los distintos años del Sloan Digital Sky Survey. Asímismo, se ha realizado un estudio espectroscópico más profundo utilizando el instrumento AF2-WYFFOS del William Herschel Telescope del Observatorio del Roque de los Muchachos. Se trató de averiguar si las características de las galaxias que pueblan la zona de CrB-H tienen relación con las de las galaxias que habitan los cúmulos del CrB-SC o si, por el contrario, son similares a las de las galaxias que pueblan el medio intercumular. También se ha realizado un estudio morfológico de las galaxias que pueblan la zona de CrB-SC. Finalmente, se ha tratado de caracterizar las diferentes estructuras que hemos encontrado en CrB-H, y se ha parametrizado la contribución que cada una de éstas aportan al efecto SZ hallado en los mapas de VSA. Los principales resultados obtenidos son: a) La región subtendida por el decremento de VSA tiene una sobredensidad de galaxias, en comparación con los valores medios en áreas seleccionadas al azar en todo el cielo. b) Se ha estudiado la distribución de desplazamientos al rojo de la región CrB-H. Se han encontrado notables sobredensidades de galaxias alrededor de z = 0.07 (CrB-H-$lz$) y a mayor desplazamiento al rojo, z = 0.11 (CrB-H-hz). Sin embargo, no encontramos la evidencia de una conexión entre estas dos regiones. c) La densidad radial de la galaxias para CrB-H-lz muestra un comportamiento más plano que el que presentan cada uno de los cúmulos Abell 2065 y Abell 2069. Para CrB-H-hz la distribución radial muestra una densidad ligeramente superior en el centro, indicativo de que CrB-H-hz podría tener algún grado de virialización. d) CrB-H-lz podría ser un filamento de unas decenas de Mpc que se extiende desde 0.07 < z < 0.09. CrB-H-hz es un candidato a cúmulo de galaxias que podría contribuir al decremento de temperatura del FCM detectado, pero que por sí solo no puede dar cuenta de la totalidad del efecto SZ registrado en CrB-H. La morfología y colores de las galaxias que pueblan CrB-H-hz son similares a las que pueblan Abell 2069 en formas y colores. La opción que se considera más probable es que la señal SZ resulte de una combinación de efectos causados por estas dos estructuras.