El universo primitivo guarda secretos que apenas comenzamos a descifrar. Un equipo internacional de astrónomos acaba de presentar el mapa tridimensional más grande y preciso jamás construido de la luz emitida por hidrógeno excitado en el universo temprano, abarcando un período que va de 9 a 11 mil millones de años atrás. El resultado, publicado el 3 de marzo de 2026 en The Astrophysical Journal, fue posible gracias a los datos del experimento HETDEX (Hobby-Eberly Telescope Dark Energy Experiment), y representa un hito fundamental en nuestra comprensión de cómo se formaron las galaxias.
¿Qué es la radiación Lyman alfa y por qué importa?
Para entender este hallazgo, hay que comprender primero un concepto clave: la emisión Lyman alfa. Cuando los átomos de hidrógeno son expuestos a la energía de una estrella, emiten luz en una longitud de onda muy específica del ultravioleta, conocida precisamente como radiación Lyman alfa. Esta emisión ocurre en grandes cantidades durante las épocas de formación estelar intensa, lo que convierte a este tipo de luz en una herramienta extraordinariamente útil para detectar galaxias brillantes en el universo temprano.
Durante miles de millones de años, los astrónomos habían podido identificar las galaxias más luminosas de esa era mediante esta señal. Sin embargo, existía un problema persistente: las galaxias más tenues y el gas intergaláctico también emiten radiación Lyman alfa, pero su posición y distribución permanecían en gran medida desconocidas. Eran, en esencia, invisibles para nuestros mapas anteriores.
El iceberg cósmico: lo que no veíamos
Maja Lujan Niemeyer, científica de HETDEX y egresada reciente del Instituto Max Planck de Astrofísica en Múnich, quien lideró el desarrollo del mapa, lo explicó con una imagen poderosa: las galaxias brillantes que conocíamos son apenas la punta del iceberg. En los espacios que parecían vacíos entre ellas existe todo un mar de luz que permanecía oculto.
Ese mar de luz es precisamente lo que ahora el equipo logró cartografiar. Para hacerlo, emplearon una técnica llamada Mapeo de Intensidad de Líneas (Line Intensity Mapping), que en lugar de observar objeto por objeto, traza la distribución y concentración de elementos específicos a lo largo de una región completa del espacio. Si bien esta técnica no es nueva, es la primera vez que se aplica para cartografiar emisiones Lyman alfa en un conjunto de datos de este tamaño y con semejante precisión.
Medio petabyte de datos y supercomputadoras
La escala de este proyecto es difícil de dimensionar. HETDEX utiliza el gigantesco Telescopio Hobby-Eberly en el Observatorio McDonald de Texas, equipado con más de 150 espectrómetros del sistema VIRUS (Visible Integral-Field Replicable Unit Spectrographs). En su misión principal de cartografiar más de un millón de galaxias brillantes para estudiar la energía oscura, el experimento ha acumulado más de 600 millones de espectros, cubriendo una extensión de cielo equivalente a más de 2.000 lunas llenas.
Sin embargo, hasta ahora el equipo utilizaba apenas el 5% de toda esa información, la porción correspondiente a galaxias suficientemente brillantes para sus propósitos originales. El restante 95% de los datos permanecía sin explotar.
Para construir este nuevo mapa, el equipo escribió programas computacionales a medida y procesó aproximadamente medio petabyte de datos usando las supercomputadoras del Texas Advanced Computing Center. A continuación, se valieron de la ubicación de las galaxias brillantes ya catalogadas por HETDEX como puntos de referencia. La lógica es elegante: la gravedad tiende a agrupar la materia, de modo que donde hay una galaxia brillante, es seguro que otros objetos más tenues se encuentran cerca. Eiichiro Komatsu, director científico del Instituto Max Planck de Astrofísica y coautor del trabajo, lo resumió así: la posición de las galaxias conocidas puede usarse como señal para identificar la distancia de los objetos más débiles que las rodean.
El resultado es un mapa que ilumina no solo los alrededores de las galaxias brillantes con mayor detalle, sino también los extensos espacios entre ellas que antes parecían vacíos.
Una nueva era para el mapeo cósmico
Los investigadores señalan que este trabajo tiene un significado que va más allá del mapa en sí. Comprender el universo temprano nos da claves sobre cómo las galaxias evolucionaron hasta su forma actual y qué papel jugó el gas intergaláctico en ese proceso. Ver ese universo primitivo con más detalle implica poder poner a prueba modelos astrofísicos que describen la formación de estructuras cósmicas a gran escala.
José Luis Muñoz, otro de los científicos involucrados, calificó el estudio como una primera detección que abre la puerta a una nueva era en el mapeo por intensidad del universo. El Telescopio Hobby-Eberly ha demostrado ser un instrumento pionero, y con nuevos instrumentos complementarios que pronto entrarán en operación, el campo está ingresando, en palabras del propio equipo, a una edad de oro para el mapeo del cosmos.
El potencial latente de los datos existentes
Uno de los aspectos más notables de este resultado es que fue posible sin necesidad de nuevas observaciones. Karl Gebhardt, investigador principal de HETDEX y director del departamento de astronomía de la Universidad de Texas en Austin, destacó que existe un potencial enorme en el uso del 95% de datos que el proyecto recoge y que hasta ahora no había sido aprovechado para investigación adicional. Este trabajo es, en ese sentido, un ejemplo concreto de cómo sacar partido a información ya existente para responder preguntas que antes parecían inaccesibles.
El artículo fue publicado bajo el título «Lyα Intensity Mapping in HETDEX: Galaxy-Lyα Intensity Cross-Power Spectrum» en The Astrophysical Journal (DOI: 10.3847/1538-4357/ae3a98).
Con información de The Astrophysical Journal
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