Descubierto el filamento de gas intergaláctico más largo

Más de la mitad de la materia de nuestro universo ha permanecido hasta ahora oculta para nosotros. Sin embargo, los astrofísicos tenían una corazonada de dónde podría estar: en los llamados filamentos, insondables estructuras de gas caliente en forma de hilo que rodean y conectan las galaxias y los cúmulos de galaxias.

Un equipo dirigido por la Universidad de Bonn (Alemania) ha observado por primera vez un filamento de gas con una longitud de 50 millones de años luz. Su estructura es sorprendentemente similar a las predicciones de las simulaciones por ordenador. Por lo tanto, la observación también confirma nuestras ideas sobre el origen y la evolución de nuestro universo. Los resultados se publican en la revista Astronomy & Astrophysics.

Debemos nuestra existencia a una pequeña aberración. Hace casi exactamente 13.800 millones de años, ocurrió el Big Bang. Es el comienzo del espacio y el tiempo, pero también de toda la materia que compone nuestro universo hoy en día. Aunque inicialmente se concentró en un punto, se expandió a una velocidad vertiginosa, una gigantesca nube de gas en la que la materia estaba casi uniformemente distribuida.

Casi, pero no completamente: en algunas partes la nube era un poco más densa que en otras. Y solo por esta razón hay planetas, estrellas y galaxias hoy en día. Esto se debe a que las áreas más densas ejercieron fuerzas gravitacionales ligeramente más altas, que atrajeron el gas de sus alrededores hacia ellas. Por lo tanto, con el tiempo, más y más materia se concentró en estas regiones. El espacio entre ellas, sin embargo, se volvió cada vez más vacío. A lo largo de unos 13.000 millones de años, se desarrolló una especie de estructura de esponja: grandes "agujeros" sin materia, con zonas intermedias donde se reúnen miles de galaxias en un pequeño espacio, los llamados cúmulos de galaxias.

Imagen fija de una simulación que muestra la distribución del gas caliente (izquierda), comparada con la imagen de rayos X obtenida por el observatorio eROSITA del sistema Abell 3391/95 (derecha). (Foto: Reiprich et al., Astronomy & Astrophysics)

Si realmente sucedió así, las galaxias y cúmulos deberían seguir conectados por los restos de este gas, como los finos hilos de una telaraña. "Según los cálculos, más de la mitad de toda la materia bariónica de nuestro universo está contenida en estos filamentos, la forma de materia de la que están compuestas las estrellas y los planetas, como nosotros mismos", explica el Prof. Dr. Thomas Reiprich del Instituto Argelander de Astronomía de la Universidad de Bonn. Sin embargo, hasta ahora ha escapado a nuestra mirada: debido a la enorme expansión de los filamentos, la materia en ellos está extremadamente diluida. Contiene sólo diez partículas por metro cúbico, lo que es mucho menos que el mejor vacío que podemos crear en la Tierra.

Sin embargo, con un nuevo instrumento de medición, el telescopio espacial eROSITA, Reiprich y sus colegas fueron capaces de hacer el gas completamente visible por primera vez. "eROSITA tiene detectores muy sensibles para el tipo de radiación de rayos X que emana del gas en los filamentos", explica Reiprich. "También tiene un gran campo de visión, y como una lente gran angular, captura una parte relativamente grande del cielo en una sola medición, y a una muy alta resolución". Esto permite tomar imágenes detalladas de objetos tan grandes como los filamentos en un tiempo comparativamente corto.

En su estudio, los investigadores examinaron un objeto celeste llamado Abell 3391/95. Es un sistema de tres cúmulos de galaxias, que está a unos 700 millones de años luz de nosotros. Las imágenes de eROSITA muestran no solo los cúmulos y numerosas galaxias individuales, sino también los filamentos de gas que conectan estas estructuras. Todo el filamento tiene una longitud de 50 millones de años luz. Pero puede ser aún más enorme: los científicos asumen que las imágenes solo muestran una sección.

"Comparamos nuestras observaciones con los resultados de una simulación que reconstruye la evolución del universo", explica Reiprich. "Las imágenes de eROSITA son sorprendentemente similares a los gráficos generados por ordenador. Esto sugiere que el modelo estándar ampliamente aceptado para la evolución del universo es correcto". Lo más importante es que los datos muestran que la materia que falta probablemente esté escondida en los filamentos. (Fuente: NCYT Amazings)