En el frío desierto del espacio, las galaxias se agrupan alrededor de las fogatas de las estrellas y la atracción de agujeros negros supermasivos. Entre estos acogedores cúmulos de galaxias, donde el espacio vacío se extiende por millones de años luz alrededor, una tenue autopista de gas cierra la oscuridad.
Esta red intergaláctica gaseosa se conoce en modelos cosmológicos como la red cósmica. Hecho de largos filamentos de hidrógeno sobrantes del Big Bang, se cree que la red contiene la mayoría (más del 60%) del gas en el universo y alimenta directamente a todas las regiones productoras de estrellas en el espacio. En las intersecciones donde se superponen los filamentos, aparecen galaxias. Al menos, esa es la teoría.
Los filamentos de la red galáctica nunca antes se habían observado directamente, porque se encuentran entre las estructuras más débiles del universo y se ven fácilmente eclipsados por el brillo de las galaxias a su alrededor. Pero ahora, en un estudio publicado hoy (3 de octubre) en la revista Science, los investigadores han creado la primera fotografía de filamentos cósmicos que convergen en un cúmulo de galaxias lejano, gracias a algunos de los telescopios más sensibles de la Tierra.
La imagen (abajo) muestra filamentos azules de hidrógeno que se entrecruzan a través de un grupo de galaxias blancas antiguas, ubicadas a unos 12 mil millones de años luz de distancia de la Tierra (lo que significa que las galaxias nacieron aproximadamente en los primeros mil millones y medio años después del Big Bang). Suavemente iluminados por el brillo ultravioleta de las galaxias, los filamentos se extienden por más de 3 millones de años luz, lo que confirma su estado como algunas de las estructuras más gigantescas en el espacio.
"Estas observaciones de las estructuras más grandes y débiles del universo son clave para comprender cómo nuestro universo evolucionó a través del tiempo", escribió Erika Hamden, astrónoma del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona, en un comentario que acompaña al nuevo estudio. (Hamden no participó en la investigación). Estas observaciones, agregó Hamden, son "solo la punta del iceberg" de la detección de la red cósmica, y la investigación revela imágenes adicionales de la web en otros rincones antiguos del espacio.
Conectando a la web
Como señala el nuevo estudio, las volutas de hidrógeno que forman los filamentos de la red cósmica son tan débiles que apenas se distinguen del cielo vacío. Entonces, ¿cómo lograron los investigadores sacar estas características de la oscuridad? Al usar las galaxias dentro de la web "como linternas cósmicas", escribió Hamden.
Usando un instrumento llamado Explorador Espectroscópico de Unidades Múltiples en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral, los investigadores hicieron zoom en un antiguo grupo de galaxias ubicado en la constelación de Acuario, conocido por ser extremadamente vasto y extremadamente antiguo. La luz de las estrellas recién nacidas y los agujeros negros que trituran la materia iluminaron débilmente los mechones de hidrógeno que se arremolinaban en y entre estas galaxias, permitiendo a los investigadores trazar un vago contorno de los filamentos de la red cósmica allí.
Las observaciones revelaron dos carreteras paralelas de hidrógeno que conectan los puntos galácticos durante millones de años luz, unidas por una tercera corriente de gas que las conecta en diagonal como una rampa de salida cósmica. Fiel a los modelos cosmológicos, los filamentos de gas parecían alimentar directamente a las galaxias formadoras de estrellas más activas en la red, bombeando hidrógeno directamente a los hogares de los soles recién nacidos y los agujeros negros hambrientos.
Este estudio proporciona la evidencia más convincente hasta ahora de que existe la red cósmica, tal como lo predicen los modelos, escribió Hamden. Sin embargo, el estudio de estructuras tan débiles y lejanas tiene limitaciones obvias. Por un lado, es casi imposible saber dónde terminan los bordes de cada filamento de hidrógeno y dónde comienza el espacio vacío, lo que permite a diferentes investigadores definir los límites de los filamentos de manera diferente, lo que puede dar lugar a diferentes imágenes de las estructuras. Además, los telescopios terrestres pueden detectar filamentos de los cúmulos de galaxias antiguos más distantes, que emiten suficiente luz para revelar cómo apareció la red cósmica poco después del Big Bang.
Un telescopio UV basado en el espacio podría abrir la puerta para estudiar cómo la red se conecta a galaxias más débiles y más jóvenes, pero desplegar dicho instrumento sería difícil y costoso, escribió Hamden. En última instancia, este nuevo estudio no acerca a los observadores de estrellas de la Tierra a los mundos antiguos y misteriosos del universo, pero nos recuerda que podemos estar más conectados con ellos de lo que pensábamos.
