Un grupo de investigadores ha anunciado la detección de un supercúmulo de galaxias masivo. Lo han observado en la infancia del universo, viéndolo tal y como era hace unos 12 000 millones de años. Algo que resulta muy interesante porque ayuda a entender mejor la evolución del universo…
Un supercúmulo de galaxias masivo y muy distante
En su escala más grande, el universo se suele describir con un tejido cósmico de filamentos, nodos y vacíos. Los nodos son cúmulos de galaxias. Estamos hablando de los objetos (o estructuras), ligados gravitacionalmente, más grandes conocidos. Estos nodos, se plantea, son el producto de fluctuaciones de densidad de pequeña amplitud. Fluctuaciones como las observadas en la radiación de fondo de microondas. Esas fluctuaciones crecieron hasta que colapsaron, dando lugar a las estructuras que se pueden observar hoy en día.
La radiación de fondo de microondas está bien entendida. Los detalles de los cúmulos de galaxia, en el universo cercano, están bien descritos. Sin embargo, las fases intermedias de evolución son otra historia. No hay suficientes observaciones para poder limitar los modelos. Las búsquedas tradicionales de cúmulos de galaxias realizan algunas suposiciones. Por ejemplo, que estos objetos han tenido el suficiente tiempo para equilibrarse, de manera que el gas intergaláctico se haya calentado hasta el punto de ser detectados en emisiones de rayos X.
Para detectar las galaxias más lejanas, y los protocúmulos, que son demasiado tenues para detectarlos en rayos X, los astrónomos utilizan las emisiones brillantes de infrarrojo o submilímetro. El supercúmulo SPT2349-56 ha sido descubierto en la banda de submilímetro con el telescopio del Polo Sur. Están tan lejos que su luz ha estado viajando durante 12 000 millones de años hasta llegar a nosotros. Contiene más de una treintena de galaxias brillantes (en la longitud de onda de submilímetro) y docenas de galaxias interesantes…
Un lugar de formación de estrellas muy intenso
Esas galaxias adicionales son brillantes y/o se ha confirmado que, además, están formando estrellas. De hecho, este supercúmulo de galaxias masivo es uno de los lugares de formación de estrellas más activo conocido. Se calcula que produce unas 10 000 estrellas cada año. Una de sus fuentes más brillantes, además, parece ser una gran colisión de galaxias, con una veintena implicadas en el proceso. Sin embargo, no se ha podido determinar cuál es la masa estelar del sistema. Es decir, la masa de las estrellas que lo componen.
Algo que hace imposible, por ejemplo, saber si esa enorme cantidad de estrellas recién formadas es el resultado de un proceso muy eficiente o, simplemente, consecuencia de ser un sistema tremendamente grande. Los investigadores han completado observaciones muy profundas, en el espectro óptico e infrarrojo, para obtener la masa estelar. Lo han hecho recurriendo a análisis de distribución espectral de energía. Han utilizado los telescopios Hubble y Gemini para obtener mediciones del flujo óptico y cercano al infrarrojo.
Además, también han usado la cámara IRAC, del telescopio Spitzer para obtener la medición del flujo del espectro infrarrojo. Para poder crear un modelo de la distribución de energía, es necesario emparejar todas las fuentes, presentes en las observaciones, en todas las longitudes de onda medidas. Es un proceso muy complejo, que los investigadores describen en su estudio. Además, explican que puede haber un problema de solapamiento, debido a que la capacidad de resolución espacial, en el espectro infrarrojo, es poco adecuada.
Un supercúmulo de galaxias masivo que permite entender el universo local
En su estudio, los astrónomos comparan la masa estelar, de este supercúmulo de galaxias masivo, con su ritmo de formación de estrellas. Lo que obtienen es que es muy similar al valor que se puede obtener en galaxias mucho más cercanas a nosotros. Es decir, a galaxias mucho más viejas. Algo que sugiere que el proceso de formación de estrellas, en ese lugar tan remoto del universo, es muy similar al que podemos observar en nuestro entorno. Sin embargo, el cúmulo parece mostrar un déficit de gas en estado molecular.
Es algo que indicaría que la actividad está cerca de llegar al final de esta fase tan tumultuosa. El material gaseoso, a partir del que se forman las estrellas, estaría siendo disipado y por eso es tan escaso. El hallazgo resulta muy llamativo, porque permite entender que hay procesos, en la infancia del universo, que parecen no haber cambiado mucho en nuestro entorno. Este tipo de observaciones no solo sirven para seguir descubriendo más detalles del universo en su infancia. También permiten entender cómo han evolucionado con el paso del tiempo.
El ritmo de formación de estrellas, con relación a la masa estelar que contienen esas galaxias, parece muy similar a lo que se puede observar en nuestro entorno. Habrá que ver, de todos modos, que sucede en el futuro, con más observaciones. La tecnología que está por llegar, en los próximos años, permitirá seguir profundizando en las primeras etapas del cosmos. Además, también se seguirán estudiando galaxias, y cúmulos, que sean interesantes, en el universo cercano, para poder entender mejor la evolución de las galaxias desde su formación…
Estudio
El estudio es R. Hill, S. Chapman, K. Phadke et al.; «Rapid build-up of the stellar content in the protocluster core SPT2349−56 at z=4.3». Publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society el 4 de diciembre de 2021. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Phys
