Cientos de horas de observación han deparado una imagen sin precedentes de un filamento dentro de la red cósmica: el andamiaje sobre el que se distribuye el espacio intergaláctico.
Este filamento conecta dos galaxias en formación activa, que se remonta a cuando el Universo tenía unos 2.000 millones de años.
Un pilar de la cosmología moderna es la existencia de materia oscura, que constituye alrededor del 85% de toda la materia del Universo. Bajo la influencia de la gravedad, la materia oscura forma una intrincada red cósmica compuesta de filamentos, en cuyas intersecciones surgen las galaxias más brillantes.
Esta red cósmica actúa como el andamiaje sobre el que se construyen todas las estructuras visibles del Universo: dentro de los filamentos, el gas fluye para alimentar la formación de estrellas en las galaxias. Las observaciones directas del suministro de combustible de dichas galaxias harían avanzar nuestra comprensión de la formación y evolución de las galaxias.
Sin embargo, estudiar el gas dentro de esta red cósmica es increíblemente desafiante. El gas intergaláctico se ha detectado principalmente de forma indirecta a través de la absorción de luz de fuentes brillantes de fondo. Pero los resultados observados no aclaran la distribución de este gas. Incluso el elemento más abundante, el hidrógeno, emite solo un brillo tenue, lo que hace que sea básicamente imposible para los instrumentos de la generación anterior observar directamente dicho gas.
En este nuevo estudio, un equipo internacional dirigido por investigadores de la Universidad de Milano-Bicocca e incluidos científicos del Instituto Max Planck de Astrofísica (MPA) obtuvo una imagen de alta definición sin precedentes de un filamento cósmico utilizando MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer), un espectrógrafo innovador instalado en el Very Large Telescope en el Observatorio Europeo Austral en Chile.
Incluso con las capacidades avanzadas de este sofisticado instrumento, el grupo de investigación tuvo que llevar a cabo una de las campañas de observación MUSE más ambiciosas jamás realizadas en una sola región del cielo, adquiriendo datos durante cientos de horas para detectar el filamento con alta significancia.
El estudio, dirigido por Davide Tornotti, estudiante de doctorado en la Universidad de Milano-Bicocca, utilizó estos datos ultrasensibles para producir la imagen más nítida jamás obtenida de un filamento cósmico que abarca 3 millones de años luz y conecta dos galaxias, cada una de las cuales alberga un agujero negro supermasivo activo. El descubrimiento, publicado recientemente en Nature Astronomy, abre nuevas vías para limitar directamente las propiedades del gas dentro de los filamentos intergalácticos y para refinar nuestra comprensión de la formación y evolución de las galaxias.
"Al capturar la tenue luz emitida por este filamento, que viajó durante poco menos de 12.000 millones de años para llegar a la Tierra, pudimos caracterizar con precisión su forma", explica en un comunicado Davide Tornotti. "Por primera vez, pudimos rastrear el límite entre el gas que reside en las galaxias y el material contenido dentro de la red cósmica a través de mediciones directas".
Los investigadores aprovecharon las simulaciones del Universo con supercomputadoras realizadas en MPA para calcular predicciones de la emisión filamentosa esperada dado el modelo cosmológico actual. "Al comparar la nueva imagen de alta definición de la red cósmica con la de la imagen de alta definición, encontramos una concordancia sustancial entre la teoría actual y las observaciones", añade Tornotti.
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