Los científicos han creado la vista más clara hasta ahora de parte de la red cósmica, la vasta red oculta de materia que se extiende por todo el universo y une a las galaxias. Después de pasar cientos de horas recopilando observaciones, un equipo internacional ha capturado una imagen detallada de un filamento cósmico masivo que conecta dos galaxias en formación activa de una época en la que el universo tenía sólo 2 mil millones de años.
El descubrimiento proporciona una visión directa poco común de las estructuras más grandes que existen y podría ayudar a los investigadores a comprender mejor cómo crecen y evolucionan las galaxias a lo largo del tiempo cósmico.
La estructura oculta del universo.
La cosmología moderna sugiere que la materia oscura constituye aproximadamente el 85% de toda la materia del universo. Aunque invisible, se cree que la materia oscura forma una vasta estructura en forma de red hecha de largos filamentos. En el punto donde estos filamentos se cruzan, se forman galaxias que brillan intensamente.
Los científicos creen que estos filamentos también actúan como autopistas intergalácticas, canalizando gas hacia las galaxias e impulsando el nacimiento de nuevas estrellas. Se cree que aprender cómo se mueve este gas a través de la red cósmica es esencial para comprender cómo se desarrollan las galaxias.
Pero detectar ese gas fue extremadamente difícil. La mayor parte del gas intergaláctico sólo se ha observado indirectamente midiendo cómo absorbe la luz de los objetos brillantes que se encuentran detrás de él. El hidrógeno, el elemento más abundante en el universo, emite sólo un brillo muy tenue, lo que hace que la observación directa sea casi imposible para instrumentos más antiguos.
Cientos de horas de observación telescópica
Las nuevas observaciones fueron realizadas por investigadores de la Universidad de Milano-Bicocca junto con científicos del Instituto Max Planck de Astrofísica (MPA). El equipo utilizó MUSE (Explorador espectroscópico multiunidad), un potente instrumento montado en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile.
Incluso con una tecnología tan avanzada, el proyecto requirió una de las misiones de observación MUSE más ambiciosas jamás realizadas en una sola región del cielo. Los investigadores recopilaron cientos de horas de datos para detectar filamentos débiles con suficiente claridad para realizar un análisis detallado.
El estudio, dirigido por David Tornotti, estudiante de doctorado en la Universidad de Milano-Bicocca, produjo la imagen más nítida jamás capturada del filamento cósmico, que se extiende por casi 3 millones de años luz. La estructura conecta dos galaxias y cada una contiene un agujero negro supermasivo activo.
Se publican los resultados Naturaleza Astronomía y proporciona una nueva forma de estudiar las propiedades físicas del gas dentro de los filamentos intergalácticos.
Un viaje de 12 mil millones de años a través del espacio
“Al capturar la tenue luz emitida por este filamento, que viajó durante poco menos de 12 mil millones de años hasta llegar a la Tierra, pudimos identificar su forma”, explica David Tornoti. “Por primera vez podemos identificar el límite entre el gas de la galaxia y el material de la red cósmica mediante mediciones directas”.
Para explicar mejor las observaciones, los investigadores compararon los datos con simulaciones del universo por supercomputadora realizadas en el AMP. Estas simulaciones predijeron cómo deberían verse tales estructuras filamentosas según los modelos cosmológicos actuales.
“En comparación con las nuevas imágenes de alta definición de la red cósmica, encontramos una considerable concordancia entre la teoría actual y las observaciones”, añadió Tornoti.
Nuevas pistas sobre la formación de galaxias
La combinación exitosa entre observaciones y simulaciones brinda a los científicos una mayor confianza en su comprensión de cómo se distribuye el gas alrededor de las galaxias y cómo las galaxias reciben el material que necesitan para continuar formando estrellas.
Los investigadores ahora esperan detectar muchas más de estas estructuras oscuras para construir una imagen más amplia de cómo fluye la materia a través de la red cósmica.
Fabrizio Arrigoni Battaya, científico del MPA involucrado en el estudio, concluyó: “Estamos encantados con esta observación directa y de alta definición de un filamento cósmico. Pero como dice la gente en Baviera: ‘Parientes legales del Este’, nadie cuenta. Así que estamos recopilando más datos para descubrir más objetivos estructurales como este. Cómo se distribuye y fluye el gas en la red cósmica”.
