Astrónomos observan el nacimiento de cúmulo de galaxias del universo temprano

Los cúmulos de galaxias son algunos de los objetos más grandes conocidos del Universo y este resultado, publicado hoy en la revista Nature, revela en mayor profundidad cuán temprano comienzan a formarse estas estructuras, según el comunicado de la entidad europea.

El ESO precisó que la observación se hizo con el radiotelescopio ALMA, el más grande del mundo y situado a 5.000 metros de altitud en el Desierto de Atacama (Chile).

Los cúmulos de galaxias albergan una gran cantidad de galaxias, a veces incluso miles. También contienen un vasto “medio intracúmulo” (ICM por sus siglas en inglés, Intracluster Medium) de gas que impregna el espacio existente entre las galaxias del cúmulo.

Este gas, de hecho, se extiende más allá de las propias galaxias. Gran parte de la física de los cúmulos de galaxias es bien conocida; sin embargo, siguen siendo escasas las observaciones de las primeras fases de formación del ICM.

Anteriormente, el ICM solo se había estudiado en cúmulos de galaxias cercanos completamente formados. La detección de ICM en protocúmulos (es decir, cúmulos de galaxias aún en formación) situados a gran distancia, permitiría a la comunidad astronómica captar estos cúmulos en las primeras etapas de formación.

Un equipo dirigido por Luca Di Mascolo, primer autor del estudio e investigador de la Universidad de Trieste (Italia), buscaba detectar el ICM en un protocúmulo de las primeras etapas del Universo.

“Las simulaciones cosmológicas han predicho la presencia de gas caliente en protocúmulos durante más de una década, pero faltaban confirmaciones observacionales”, según Elena Rasia, investigadora del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF) en Trieste (Italia), y coautora del estudio.

“La búsqueda de una confirmación observacional clave nos llevó a seleccionar cuidadosamente uno de los protocúmulos candidatos más prometedores”. Se trataba del protocúmulo de la Telaraña, ubicado en una época en la que el Universo tenía solo 3.000 millones de años.

A pesar de ser el protocúmulo más estudiado, la detección del ICM había sido infructuosa. Encontrar una gran reserva de gas caliente en el protocúmulo Telaraña indicaría que el sistema está camino de convertirse en un duradero y estable cúmulo de galaxias en lugar de dispersarse.

El equipo de Di Mascolo detectó el ICM del protocúmulo Telaraña a través de lo que se conoce como el efecto térmico Sunyaev-Zeldovich (SZ), que ocurre cuando la luz del fondo cósmico de microondas (la radiación remanente del Big Bang), pasa a través del ICM.

Los investigadores determinaron que el protocúmulo Telaraña contiene una vasta reserva de gas caliente a una temperatura de unas pocas decenas de millones de grados centígrados. Anteriormente, se había detectado gas frío en este protocúmulo, pero la masa del gas caliente encontrado en este nuevo estudio lo supera miles de veces.

Este hallazgo muestra que el protocúmulo Telarañas va camino de convertirse en un cúmulo de galaxias masivo en alrededor de 10.000 millones de años, aumentando su masa en al menos un factor de diez.

Tony Mroczkowski, coautor del artículo e investigador de ESO, asegura sobre este descubrimiento que “proporciona confirmación observacional de predicciones teóricas mantenidas durante mucho tiempo sobre la formación de los objetos gravitacionalmente ligados más grandes del Universo”.