Un pequeño grupo de jóvenes investigadores del Centro del Amanecer Cósmico del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague ha demostrado, mediante observaciones de las primeras etapas de la evolución de un cúmulo de galaxias extremadamente grande, que las estructuras más grandes que conocemos tienen una historia diferente a la que se creía anteriormente.
Los investigadores comenzaron observando una densidad muy alta de gas hidrógeno neutro y frío —mucho mayor de lo esperado— que aún está formando activamente estrellas y galaxias dentro del cúmulo.
«Esto no es algo que hayamos visto antes en estos sistemas, ni tan atrás en la historia del universo. La estructura del cúmulo de galaxias que observamos es inusual: es masivo; contiene una enorme cantidad de material, y prevemos que se convertirá en uno de los cúmulos de galaxias más grandes que hayamos visto jamás si continuamos su desarrollo hasta la actualidad», explica Kasper Heintz, profesor adjunto del Centro del Amanecer Cósmico del Instituto Niels Bohr y primer autor del estudio.
En sí mismo, resultaba un tanto misterioso que el cúmulo de galaxias fuera tan grande, pero podría tener sentido dado que encontramos esta enorme cantidad de gas frío y neutro que penetraba en la estructura y ‘alimentaba’ la formación de galaxias.
La cantidad de gas frío y neutro no coincidía con las suposiciones previas.
Algo que desconcertó a los investigadores fue que las observaciones de esta gran cantidad de gas hidrógeno neutro no encajaban realmente con los modelos existentes sobre la evolución del universo.
Anteriormente se suponía que aproximadamente mil millones de años después del Big Bang, los cúmulos de galaxias brillarían con tanta intensidad que el gas se habría ionizado por la luz o la radiación, lo que significa que el gas se habría transformado desde su estado primigenio original y ya no sería neutro.
Pero la cantidad de gas hidrógeno frío y neutro contradecía esta suposición. Lo que los investigadores creían que era el efecto impulsor de la última transición de fase en la evolución del universo —es decir, la ionización de la materia primigenia en el proceso denominado «ionización a gran escala del universo»— se vio cuestionado por las grandes cantidades de gas no ionizado.
Se suponía que la ionización era impulsada por «bolsas» de cúmulos de galaxias luminosos. Sin embargo, en este punto de la historia del universo, aún queda una proporción mucho mayor de gas hidrógeno frío y neutro de lo que predijeron los modelos.
Se han encontrado muchas más estructuras galácticas similares.
Los investigadores ahora investigarán esta cuestión observando otros cúmulos de galaxias. La estudiante de maestría Chamilla Terp utiliza su proyecto de tesis para observar varios tipos diferentes de cúmulos de galaxias con el Telescopio Espacial James Webb (JWST).
Chamilla descubrió la primera sobredensidad de gas frío y neutro mediante los estudios que realizó en su proyecto de licenciatura, por lo que es natural que continúe con estas investigaciones.
No solo eso, sino que también logró desarrollar un método que permitió separar las observaciones del gas perteneciente a las galaxias en estudio del gas que se encuentra «frente» a ellas, en el enorme espacio a lo largo de la línea de visión del telescopio James Webb. Esto permitió una observación mucho más precisa de la evolución de los cúmulos de galaxias individuales, un avance metodológico crucial.
Y ya han aparecido más estructuras de este tipo de las que los investigadores esperaban, incluso observando el universo en profundidad, como lo hace el JWST, en un campo de visión reducido. Observar el universo en profundidad y a gran distancia también implica retroceder en el tiempo, lo que nos permite observar etapas tempranas de desarrollo, como los cúmulos de galaxias.
Esto plantea otra pregunta: ¿Por qué observamos el nacimiento temprano de numerosas estructuras muy grandes en el universo, pero hoy en día no las vemos? Entonces, ¿adónde fueron? ¿Por qué desaparecieron en el camino de la historia del desarrollo del universo?
Con información de Nature
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