El telescopio espacial James Webb de la NASA ha producido la imagen más profunda y nítida del universo lejano mostrando protocúmulos de galaxias, apenas a 1.000 millones de años después del Big Bang. Crédito de la imagen: NASA / ESA / CSA / STScI
Una investigación internacional dirigida por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y la Universidad de La Laguna (ULL), en colaboración con un conjunto de universidades italianas, confirma una nueva técnica para localizar protocúmulos de galaxias, las estructuras más grandes del universo primordial.
Las estructuras más grandes que poblaron el cosmos primordial apenas 1.000 millones de años después del Big Bang son los protocúmulos de galaxias. La comunidad científica está especialmente interesada en estas poblaciones galácticas, progenitoras de los cúmulos de galaxias actuales, porque al ser tan antiguas, pueden ayudar a comprender los procesos de formación y evolución de las estructuras a gran escala del Universo. Sin embargo, identificar protocúmulos es difícil y son escasos.
Un grupo de científicos de todo el mundo ha propuesto una nueva estrategia enfocada en un tipo específico de objeto: las galaxias submilimétricas (SMG). Se descubrieron a finales de la década de 1990 y se conocen por su fuerte emisión en la banda submilimétrica, que es la zona del espectro electromagnético que va desde las microondas hasta el infrarrojo. Se encuentran entre las galaxias más grandes y llenas de polvo del cosmos y exhiben una alta tasa de formación estelar, que podría superar en más de cien veces la de la galaxia de la Vía Láctea.
Rosa Calvi, investigadora de la Universidad de Ferrara y ex investigadora postdoctoral del IAC, es la autora principal del artículo. Dijo: «Varios estudios anteriores habían mostrado evidencias de que las galaxias submilimétricas (SMG) residen en el centro de protocúmulos de galaxias, pero había una gran controversia». Aclara que su estudio es el primer análisis sistemático del entorno a gran escala de una muestra de galaxias submilimétricas confirmadas espectroscópicamente.
El estudio realizado ha demostrado claramente que las galaxias submilimétricas son excelentes señales de protocúmulos distantes. Para llegar a este resultado, investigaron estas estructuras primigenias alrededor de doce galaxias submilimétricas y descubrieron que ocho protocúmulos alojaban once de ellas. El estudio reciente confirmó de forma independiente tres de estos ocho que ya se conocían, y se descubrieron pruebas de la existencia de cinco estructuras nuevas. Entre los protocúmulos más lejanos que se han visto, uno se encuentra alrededor de la galaxia GN10 y a 12.500 millones de años luz de distancia.
El estudio también revela una nueva comprensión de la conexión física entre las galaxias submilimétricas y su entorno, demostrando una correlación previamente desconocida entre las sobredensidades de galaxias y protocúmulos y la cantidad de gas molecular (el combustible de las estrellas) presente en las galaxias submilimétricas.
El uso de instalaciones científicas de nueva generación como el satélite Euclid, una de las principales misiones en curso de la Agencia Espacial Europea (ESA) y en la que el IAC participa activamente, aumentará significativamente el número de protocúmulos confirmados en los próximos años.
REFERENCIAS
Instituto De Astrofísica de Canarias: https://www.iac.es/es/divulgacion/noticias/encuentran-la-clave-para-detectar-las-mayores-estructuras-del-universo-primigenio
R. Calvi, G. Castignani, H. Dannerbauer: “Bright submillimeter galaxies do trace galaxy protoclusters”: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202346200
