Visualizando el esqueleto universal: evidencia directa de la red cósmica

 

Imaginemos que podemos alejarnos de la Tierra a una velocidad fantástica. Primero veríamos al sistema Tierra-Luna, después a los gigantes gaseosos, a los planetas helados, al Cinturón de Kuiper y a la hipotética nube de Oort. Más lejos aún, se desplegaría la Vía Láctea, el Grupo Local de galaxias, los supercúmulos y, finalmente, un entramado inmenso de estructuras que se extiende por miles de millones de años luz. A esa red de conexiones cósmicas, la mayor estructura que conocemos en el universo, la llamamos la red cósmica.

Usando los valores cosmológicos actuales, los científicos han introducido estos datos en supercomputadoras que simulan cómo se distribuye la materia en el espacio. Las máquinas, siguiendo las leyes de la física, han revelado una red invisible que lo interconecta todo. El resultado seguramente lo conocen: son esas imágenes que muestran una trama de filamentos que enlazan las distintas zonas donde la materia se concentra, semejante a la espuma de jabón, con paredes compartidas pero enormes vacíos entre ellas; una imagen que recuerda tanto a una telaraña como a una red de neuronas.

Los filamentos están compuestos principalmente por materia oscura, que interactúa gravitacionalmente con el hidrógeno. Este gas fluye entre las galaxias a lo largo de los filamentos, funcionando como el mecanismo que transporta el combustible hacia ellas. El hidrógeno, base de la formación estelar y principal componente de las estrellas, viaja por estas estructuras que, en esencia, actúan como auténticos ríos cósmicos que llevan la materia prima necesaria para el nacimiento de nuevas estrellas.

Podemos observar una gran variedad de objetos celestes, pero la telaraña cósmica que revelan las simulaciones por computadora nunca ha sido vista directamente. La teoría indica que debería emitir luz, aunque con una intensidad tan débil que su detección roza lo imposible. 

Para hacerse una idea, sería como intentar ver la llama de una vela a unos tres millones de kilómetros de distancia. Sin embargo, como suele ocurrir, los astrónomos han hecho gala de su ingenio: mediante métodos indirectos han logrado reunir suficiente evidencia para vincular lo que predicen las simulaciones con lo que efectivamente muestran las observaciones.

El método indirecto utilizado para detectar lo invisible consiste en observar galaxias muy distantes y brillantes. Cuando la luz de una de ellas atraviesa un filamento, el hidrógeno presente absorbe parte de esa radiación y deja pasar el resto, imprimiendo así una huella característica en el espectro. Es, en cierto modo, como distinguir la sombra de un objeto sin poder ver directamente el objeto mismo.

Los filamentos existen realmente, no eran simplemente estructuras creadas por simulaciones de supercomputadoras. Hay un acuerdo coherente entre lo que muestra el espectro de las galaxias lejanas y las simulaciones informáticas.

Imagen de alta definición de una sección de la red cósmica

A principios de enero de este año, un equipo internacional liderado por investigadores de la Universidad de Milano-Bicocca y del Instituto Max Planck de Astrofísica obtuvo por primera vez una imagen de alta definición de un filamento cósmico, gracias al Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), un espectrógrafo de última generación instalado en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile. 

Con este instrumento ultrasensible, el grupo encabezado por Davide Tornotti, doctorando en la Universidad de Milano-Bicocca, llevó a cabo la campaña de observación más extensa realizada con el MUSE: apuntaron a una pequeña región del cielo durante un total acumulado de 142 horas.

El filamento observado tiene una longitud de unos tres millones de años luz y conecta a dos quásares. La luz de estos objetos viajó por el espacio durante aproximadamente 12.000 millones de años antes de ser captada por el MUSE. La imagen obtenida revela con claridad la silueta del filamento y, por primera vez, permite medir de manera directa la frontera que separa el gas de la red cósmica del gas propio de las galaxias.

La importancia de este descubrimiento radica en que confirma los modelos cosmológicos que buscan explicar cómo se distribuyen las galaxias en el universo. La imagen de esta porción de la telaraña cósmica demuestra que vamos por buen camino y, además, la observación directa de la distribución del hidrógeno valida las predicciones sobre la presencia y el comportamiento de la materia oscura en el universo observable. 

Pero quizá lo más alentador es que ya contamos con la tecnología capaz de realizar este tipo de observaciones, lo que abre la posibilidad de descubrir fenómenos que, hasta ahora, solo habitaban en el terreno de la imaginación.

Como señalan los propios investigadores, y como dicta la regla en ciencia, un solo ejemplo no basta. En este sentido, serán las investigaciones y observaciones futuras las que deberán validar y perfeccionar estas primeras imágenes de alta definición de un filamento cósmico.

El objetivo final es lograr visualizar cómo se distribuye la materia y cómo fluye el gas a través de este inmenso andamiaje que sostiene las grandes estructuras del universo: la gigantesca telaraña a la que llamamos Red Cósmica.

 

Nota del autor: Nuestra compatriota, la doctora en astrofísica Alejandra Yrupé Fresco Arrom, forma parte del mismo grupo de investigación de la Universidad de Milano-Bicocca en el que trabajan los científicos que lideraron el equipo responsable de obtener la primera imagen de un filamento cósmico.

 

Referencias

1. Tornotti, D., Fumagalli, M., Fossati, M., et al. High-definition imaging of a filamentary connection between a close quasar pair at z = 3. Nature Astronomy, 9, 577–588 (2025).
2. Simcoe, R. A. (2004). The Cosmic Web. American Scientist, 92(1).

 

¿Qué te pareció este artículo?

(1 votos, promedio: 5,00 de 5)