El estudio ha sido codirigido por Andreu Cuceu (LBNL), Hiram Herrera-Alcantar (CEA Saclay) y Calum Gordon (IFAE), con la participación de un equipo internacional, y forma parte del proyecto ERC COSMOLYA , liderado por el investigador del IFAE Andreu Font-Ribera.

El análisis se basa en datos de la colaboración Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), utilizando observaciones de su primer conjunto público de datos (DR1). DESI es un experimento internacional diseñado para cartografiar la estructura a gran escala del universo mediante la medición de los espectros de millones de galaxias y cuásares, lo que permite realizar estudios detallados de la geometría cósmica y de la expansión del universo a lo largo de distintas etapas de su historia.

Los resultados han sido publicados en arXiv como «DESI DR1 Lyman-α forest: 3D full-shape analysis and cosmological constraints » y constituyen uno de los análisis tridimensionales más detallados del agrupamiento del bosque Lyman-α realizados hasta la fecha con datos de DESI.

Cartografiando el universo con el bosque Lyman-α

El bosque Lyman-α es un patrón de líneas de absorción observado en los espectros de cuásares distantes, producido cuando su luz atraviesa nubes difusas de hidrógeno neutro en el medio intergaláctico. Estas nubes trazan la distribución subyacente de la materia en el universo, lo que convierte al bosque Lyman-α en una herramienta muy potente para estudiar la estructura a gran escala en épocas cósmicas tempranas.

Dado que estas características de absorción se observan a desplazamientos al rojo en torno a z ≈ 2–3, permiten a los investigadores estudiar el universo cuando tenía solo unos pocos miles de millones de años. Analizando las correlaciones en el patrón de absorción a lo largo de múltiples líneas de visión, es posible extraer información geométrica relacionada con las distancias cósmicas y la historia de expansión del universo en un régimen que resulta difícil de explorar únicamente con estudios de galaxias.

Un análisis tridimensional detallado

En este trabajo, el equipo ha llevado a cabo un análisis tridimensional detallado de las correlaciones del bosque Lyman-α, yendo más allá de los enfoques tradicionales centrados en características específicas como las oscilaciones acústicas de bariones. Al aprovechar una fracción mayor de la información estadística contenida en los datos, el análisis alcanza una mayor precisión en la medida de distancias cosmológicas a altos desplazamientos al rojo.

En el marco del modelo cosmológico estándar, los resultados son consistentes con mediciones previas obtenidas a partir de otros trazadores de la estructura a gran escala y de observaciones del fondo cósmico de microondas. El estudio pone de relieve el potencial de los análisis del bosque Lyman-α para la cosmología de precisión, a medida que DESI continúa proporcionando conjuntos de datos cada vez más extensos.

IFAE, COSMOLYA y DESI

El IFAE desempeña un papel destacado en la cosmología del bosque Lyman-α a través del proyecto ERC COSMOLYA, centrado en el desarrollo de técnicas avanzadas de análisis para extraer información cosmológica a partir de observaciones del medio intergaláctico. Este trabajo forma parte de la contribución más amplia del IFAE a DESI, que incluye el análisis de datos, el modelado y la interpretación de observables cosmológicos, así como aportaciones tecnológicas al instrumento.