Hyperion: La estructura cósmica más grande del universo temprano hallada desde Chile

Un equipo internacional de científicos anunció esta semana el descubrimiento de la mayor y más antigua estructura hallada hasta la fecha en el espacio: un supercúmulo ancestral de galaxias con una masa mil billones de veces superior a la del Sol.

Hyperion, como fue nombrada, surgió 2.000 millones de años después del Big Bang, la gran explosión que dio inicio al universo.

Para comprender su importancia, hay que recordar que existe un consenso en el campo astronómico de que la explosión que dio origen al universo ocurrió entre 13.300 millones y 13.900 millones de años atrás.

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Cuando los científicos escrutan con sus telescopios hacia los confines del espacio, siempre están observando el pasado. Al fin y al cabo, la luz viaja a una velocidad de 300.000 kilómetros por segundo y, al mirar hacia el cielo, lo que se ve es la luz emitida por los astros con algún grado de retraso.

Por ejemplo, la luz de nuestro Sol (que está “cerca” en términos astronómicos) llega a nosotros con un retraso de ocho minutos, que es el tiempo que la luz tarda en recorrer la distancia.

En el caso de Hyperion, se encuentra a tanta distancia que la imagen obtenida por los científicos es un retrato de hace más de 11.000 millones de años. Se calcula que ese supercúmulo ancestral de galaxias es de cuando el universo era un “joven” de 2.300 millones de años.

Hyperion recibió este nombre por sus colosales dimensiones en referencia a uno de los titanes de la mitología griega.

El descubrimiento

Catorce instituciones científicas europeas, estadounidenses y asiáticas formaron parte de esta investigación que condujo al descubrimiento. Los trabajos fueron liderados por la astrónoma Olga Cucciati, del Instituto Nacional de Astrofísica de Bolonia, Italia; y por el astrofísico Brian Lemaux, de la Universidad de California.

Utilizaron un instrumento llamado VIMOS, del Telescopio Extremadamente Grande (VLT, por sus siglas en inglés) del Observatorio Paranal ubicado en una montaña de 2.635 metros de altura en pleno desierto de Atacama, en el norte de Chile.

El VLT es el telescopio más grande en funcionamiento del mundo. Su espejo principal tiene 8,2 metros de diámetro. Es operado por el Observatorio Europeo Austral (ESO, por sus siglas en inglés) desde un centro técnico-científico localizado en Múnich, Alemania.

“Nuestro levantamiento tuvo como objetivo cerca de 10.000 galaxias del inicio del universo para ser observadas con el VIMOS. Este instrumento es capaz de observar a la vez la luz visible de varios cientos de galaxias y dispersar esa luz en sus diferentes colores como un prisma, de modo que podamos estudiar la intensidad de la luz en cada color “, explica a BBC News Brasil el astrofísico Lemaux.

El descubrimiento entusiasmó a los estudiosos del espacio porque permite comprender mejor los primeros mil millones de años después del Big Bang.

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“Como estructuras tan grandes y complejas nunca habían sido verificadas a tales distancias, no estaba claro si el universo era capaz de crear estructuras en momentos tan tempranos de su historia”, dice Lemaux.

“Como es una distancia en la que la gravedad tuvo poco tiempo para actuar —al fin y al cabo, estamos hablando de apenas 2.000 millones de años del inicio del universo—, ver una estructura de este tipo con toda su complejidad es algo muy sorprendente“.

“Normalmente, estructuras de este tipo se conocen a distancias más recientes, indicando que el universo necesitó mucho más tiempo para evolucionar y construir cosas tan grandes”, agrega la astrónoma Cucciati. “Fue una sorpresa ver que algo evolucionó así cuando el universo era relativamente joven.”

Lemaux subraya que la cantidad de masa de Hyperion es también algo impresionante.

“Al sumar todas las galaxias e inferir la cantidad de materia oscura dentro de Hyperion —siendo esta última la materia que no podemos ver y que sólo actúa gravitacionalmente— descubrimos que su masa ya estaba cerca de la de los supercúmulos actuales de galaxias”, compara.

“Uno de los objetivos ahora de nuestra investigación es utilizar Hyperion y otras estructuras similares para confrontar teorías de cómo la estructura de la tela cósmica, el nombre dado a la estructura de gran escala del universo, se forma y evoluciona”, comenta el científico.

Para entender la ‘tela cósmica’

Siendo un concepto relativamente nuevo, la tela cósmica sería una red formada por todas las galaxias existentes y compuesta por filamentos invisibles. Según esta idea, esas conexiones forman la mayor parte de la materia sideral.

Los supercúmulos fueron descubiertos por primera vez en 1953. Son un conjunto gigantesco de galaxias, lo que según los científicos demuestra que su distribución en el espacio no ocurre de forma uniforme.

La mayor parte de la comunidad de astrónomos está de acuerdo en que las galaxias están agrupadas en conjuntos de alrededor de 50 y aglomeradas en grupos de miles.

Los supercúmulos son, por lo tanto, conjuntos impresionantemente mayores.

Hyperion “es una estructura que probablemente está destinada a convertirse en una de las mayores y más masivas del universo actualmente”, afirma Lemaux.

“En otras palabras, sistemas así sembraron las mayores colecciones de galaxias que podemos ver hoy en las cercanías de la Tierra, como el supercúmulo de Virgo, una inmensa estructura que contiene, entre muchos otros, el Grupo Local, el hogar de nuestra Vía Láctea”.

Mapeo

Gracias al instrumento VIMOS, los científicos lograron hacer un mapeo tridimensional de Hyperion. El equipo descubrió, por ejemplo, que la estructura tiene al menos siete regiones de alta densidad, conectadas por filamentos de galaxias. Y parece ser diferente de los supercúmulos más cercanos a la Tierra.

“Mientras los más cercanos tienden a tener una distribución de masa más concentrada con características estructurales claras, Hyperion tiene la masa distribuida de manera mucho más uniforme, en una serie de burbujas conectadas y pobladas por asociaciones de galaxias”, dice el astrofísico.

Los investigadores señalan que esta diferencia se da justamente porque los supercúmulos más viejos tuvieron miles y miles de millones de años para que la gravedad actuara, acercando la materia y creando así regiones más densas. Si este razonamiento es cierto, Hyperion debería evolucionar de la misma manera.

“Comprenderlo y entender cómo se compara a estructuras similares puede proporcionarnos datos sobre cómo el universo se desarrolló en el pasado y evolucionará en el futuro”, cree Cucciati. “Desenterrar este titán cósmico ayuda a descubrir la historia de esas estructuras a gran escala”.

Los científicos también identificaron un gran depósito de gas hidrógeno difuso “y relativamente frío”, además de una región que parece contener señales de un aglomerado de galaxias en formación.

“Esta inmensa actividad y diversidad ha sido prevista a partir de algunos modelos de formación de galaxias y estructuras”, comenta la experta. “Pero, con Hyperion, es la primera vez que conseguimos verla en un sistema”.

“Aunque el destino de toda estructura es incierto, estamos desarrollando modelos para predecir la evolución de las galaxias. Nuestra esperanza es, en el futuro, que tales conexiones nos permitan entender cómo las galaxias crecen, maduran y finalmente llegan al final de sus vidas”, concluye.

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