En la región del supercúmulo de la Osa Mayor, astrónomos han identificado un alineamiento lineal de galaxias que se extiende a lo largo de casi cuatro millones de años luz. Este descubrimiento, hecho posible por la sensibilidad del radiotelescopio chino FAST, ha sido compartido en una prepublicación en arXiv. Corresponde a un filamento tenue, una especie de camino cósmico donde la materia se reúne bajo la influencia dominante de la materia oscura, este componente invisible del Universo del cual solo percibimos los efectos gravitacionales.
En esta imagen, el gas difuso (amarillo a púrpura) contenido en el filamento cósmico que conecta dos galaxias, extendiéndose a lo largo de una vasta distancia de 3 millones de años luz.
Crédito: Davide Tornotti/Universidad de Milán-Bicocca
Estos filamentos no son simples alineamientos visuales. Juegan el papel de autopistas cósmicas, canalizando el gas interestelar que sirve de combustible para la formación de estrellas y galaxias. La materia oscura, por su fuerza gravitacional, actúa como un imán gigante dentro de estas estructuras, atrayendo la materia ordinaria e iniciando el nacimiento de las galaxias. Esta observación muestra así cómo el Universo dirige activamente su propio desarrollo a gran escala.
La capacidad de detectar tales filamentos tenues marca un avance significativo en la astronomía observacional. Instrumentos como el radiotelescopio FAST permiten ahora sondear regiones del cosmos donde la luz es muy débil. Al estudiar la emisión de radio del hidrógeno neutro, los investigadores pueden cartografiar la distribución y los movimientos de la materia gaseosa, revelando la geometría oculta de estas estructuras filamentosas.
Este descubrimiento levanta el velo sobre los procesos de formación galáctica. Las galaxias situadas a lo largo de un filamento parecen compartir una historia común, influenciadas por el mismo entorno gravitacional. Así, pueden evolucionar de manera sincronizada, crecer o incluso fusionarse con el tiempo. Comprender estas dinámicas contribuye a rastrear el escenario que ha moldeado el Universo desde el Big Bang hasta su estructura actual en forma de red cósmica.
Las investigaciones continúan para identificar otros filamentos similares y medir sus propiedades físicas con mayor precisión.
Una simulación de una vasta región del cosmos realizada con una supercomputadora y basada en el modelo estándar de la cosmología.
Crédito: Alejandro Benitez-Llambay/MPA/Universidad de Milán-Bicocca
La observación por radio: escuchar el hidrógeno del Universo
El descubrimiento de filamentos tenues a menudo se basa en la astronomía de radio, una técnica que capta las ondas de radio emitidas por los objetos celestes. A diferencia de la luz visible, estas ondas atraviesan más fácilmente las nubes de polvo y pueden revelar regiones frías y difusas, como los vastos reservorios de hidrógeno gaseoso neutro.
El átomo de hidrógeno, el elemento más abundante del Universo, emite una onda de radio muy específica a una longitud de onda de 21 centímetros. Al apuntar un radiotelescopio como FAST hacia una región del cielo, los astrónomos pueden detectar esta señal. Su intensidad y su corrimiento al rojo indican la cantidad de hidrógeno presente y la distancia a la que se encuentra.
Al cartografiar esta emisión sobre grandes superficies del cielo, se hace posible reconstituir la distribución espacial del gas. Los alineamientos y las concentraciones gaseosas revelan entonces la presencia de estructuras filamentosas, incluso si las galaxias asociadas son escasas o poco luminosas. Este método permite así 'ver' el esqueleto gaseoso de la red cósmica.
La ventaja de este enfoque es su sensibilidad a entornos de muy baja densidad, precisamente donde se encuentran los filamentos más finos. Complementa las observaciones en luz visible o en rayos X, que son más eficaces para estudiar los cúmulos densos de galaxias. Juntas, estas técnicas ofrecen una visión más completa de la arquitectura del Universo.