Un equipo internacional de astrónomos descubrió un enorme cúmulo de galaxias joven que brilla debido a la presencia de gas extremadamente caliente mucho antes de lo que predicen las teorías actuales. El hallazgo sugiere que procesos muy energéticos ocurrieron en el universo primitivo, obligando a los científicos a replantear cómo se forman los cúmulos de galaxias. La investigación, liderada por científicos en Canadá y publicada el 5 de enero en la revista Nature, reveló que este cúmulo existía apenas 1.400 millones de años después del Big Bang.
Según los modelos vigentes, un cúmulo tan joven no debería presentar temperaturas tan elevadas, ya que el gas suele calentarse de forma gradual a medida que estas estructuras crecen con el tiempo.
El autor principal del estudio, Dazhi Zhou, doctorando del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Columbia Británica, reconoció que el descubrimiento fue inesperado incluso para el propio equipo.
“No esperábamos ver una atmósfera de cúmulo tan caliente tan temprano en la historia cósmica”, afirmó.
“De hecho, al principio fui escéptico con la señal porque era demasiado fuerte para ser real. Pero tras meses de verificación, confirmamos que este gas es al menos cinco veces más caliente de lo que se predecía, e incluso más caliente y energético que el de muchos cúmulos actuales”, agregó.
Los investigadores creen que agujeros negros supermasivos podrían haber inyectado grandes cantidades de energía desde etapas muy tempranas. (Imagen referencial creada por El Comercio MAG usando la IA de "Perplexity")
Otro de los autores, el profesor Scott Chapman, de la Universidad de Dalhousie, explicó que los resultados apuntan a fuerzas muy poderosas actuando desde etapas tempranas del universo.
“Esto nos dice que algo en el universo temprano, probablemente tres agujeros negros supermasivos descubiertos recientemente en el cúmulo, ya estaban inyectando enormes cantidades de energía en su entorno y moldeando el cúmulo joven mucho antes y con más intensidad de lo que pensábamos”, señaló.
Para estudiar este fenómeno, los científicos observaron un cúmulo conocido como SPT2349-56, ubicado a unos 12.000 millones de años luz.
Las observaciones se realizaron con el radiotelescopio ALMA, en Chile. A pesar de su juventud, el cúmulo ya es gigantesco: su región central mide unos 500.000 años luz y alberga más de 30 galaxias activas que forman estrellas a un ritmo miles de veces mayor que el de la Vía Láctea.
El descubrimiento obliga a replantear cómo se forman y evolucionan los cúmulos de galaxias. (Imagen referencial creada por El Comercio MAG usando la IA de "Perplexity")
El equipo midió la temperatura del gas utilizando el efecto Sunyaev-Zeldovich, una técnica que permite calcular la energía térmica del gas que se encuentra entre las galaxias de un cúmulo. Este gas, conocido como medio intracumular, juega un papel clave en la evolución de las galaxias que lo habitan.
“Comprender los cúmulos de galaxias es clave para entender las galaxias más grandes del universo”, explicó Chapman. “Estas galaxias masivas suelen vivir en cúmulos, y su evolución está fuertemente influenciada por el entorno extremo en el que se forman, incluido el medio intracumular”.
Ahora, los investigadores buscan entender cómo interactúan la intensa formación de estrellas, los agujeros negros activos y este gas sobrecalentado en un sistema tan joven y qué revela eso sobre el origen de los cúmulos actuales.
¿Cómo se forma un cúmulo de galaxias?
Según la NASA, un cúmulo de galaxias se origina a partir de pequeñas irregularidades en la densidad de la materia tras el Big Bang.
Bajo la influencia de la gravedad, la materia oscura y el gas comenzaron a agruparse, formando primero estrellas y galaxias individuales.
Estas galaxias, siguiendo el modelo de formación jerárquica, se atraen entre sí para formar grupos pequeños que, con el paso de miles de millones de años, colisionan y se fusionan para dar lugar a los cúmulos, las estructuras más masivas del universo unidas gravitacionalmente.
En este proceso, la materia oscura actúa como un andamio invisible que guía el crecimiento de la estructura, mientras que el gas atrapado entre las galaxias se calienta a millones de grados, emitiendo rayos X.
Actualmente, estos cúmulos no están aislados, sino que se ubican en los nodos de una vasta “red cósmica”, conectados por filamentos de materia y continuando su expansión al absorber galaxias circundantes.
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