Astrónomos descubren una burbuja de galaxias de mil millones de años luz de diámetro

Una investigación liderada por la Universidad de Hawái (UH) ha revelado una inmensa burbuja situada a 820 millones de años luz de la Tierra. Se cree que es un vestigio —similar a un fósil— del nacimiento del universo.

Ilustración de Hoʻoleilana. La región roja (izquierda) muestra la capa cerrada con galaxias individuales representadas como pequeñas motas luminosas. Crédito: Frédéric Durillon, Animea Studio; Daniel Pomarède, IRFU, Universidad CEA Paris-Saclay.

El astrónomo Brent Tully del Instituto de Astronomía de la UH y su equipo encontraron inesperadamente esta burbuja en medio de una red de galaxias. Esta entidad ha recibido el nombre de Hoʻoleilana (literalmente, ‘envió murmullos de despertar’), tomado del Kumulipo, un poema cosmogónico hawaiano que evoca el origen de la estructura.

Los nuevos hallazgos, publicados en The Astrophysical Journal, mencionan que estas estructuras masivas son predichas por la teoría del Big Bang, como resultado de las ondulaciones tridimensionales encontradas en el material del universo temprano, conocidas como Oscilaciones Acústicas de Bariones (BAO).

«No estábamos buscándola. Es tan inmensa que se extiende hasta los bordes del sector del cielo que estábamos analizando», explicó Tully. «Como un aumento en la densidad de galaxias, es una característica mucho más fuerte de lo esperado. El diámetro muy grande de mil millones de años luz va más allá de las expectativas teóricas. Si su formación y evolución se ajustan a la teoría, esta BAO está más cerca de lo anticipado, lo que implica un alto valor para la tasa de expansión del universo».

Los astrónomos ubicaron esta burbuja utilizando datos de Cosmicflows-4, que hasta la fecha es la compilación más extensa de distancias precisas a las galaxias. Tully co-publicó este catálogo excepcional en el otoño de 2022. Su equipo de investigadores cree que esta podría ser la primera vez que los astrónomos identifican una estructura individual asociada a una BAO —un descubrimiento que podría contribuir a fortalecer el conocimiento de los efectos de la evolución de las galaxias por parte de los científicos—.

Burbujas enormes de materia

Según la bien establecida teoría del Big Bang, durante los primeros 400.000 años, el universo era un caldero de plasma caliente similar al interior del Sol. En un plasma, los electrones estaban separados de los núcleos atómicos. Durante este período, las regiones con una densidad ligeramente mayor comenzaron a colapsar bajo la influencia de la gravedad, mientras que la intensa radiación intentaba separar la materia. Esta lucha entre la gravedad y la radiación hizo que el plasma oscilara o se ondulara y se expandiera hacia el exterior.

Visualización interactiva en 3D de la cosmografía de Ho'oleilana. Todos los objetos en el hemisferio norte galáctico de la colección de grupos de galaxias Cosmicflows-4 se ven como puntos en gris, mientras que aquellos que se encuentran dentro de la capa de Ho'oleilana están resaltados en rojo. Los componentes principales próximos a la burbuja se resaltan e identifican por su nombre. El supercúmulo de Boötes se encuentra cerca del centro de Ho'oleilana. La ubicación de nuestra casa está en el origen de los ejes rojo, verde y azul. Crédito: R. B. Tully et al., The Astrophysical Journal, 2023.

Las ondulaciones más grandes en el universo temprano dependían de la distancia que una onda sonora podía recorrer. Determinada por la velocidad del sonido en el plasma, esta distancia era casi de 500 millones de años luz y se fijó una vez que el cosmos se enfrió y dejó de ser un plasma, dejando vastas ondulaciones tridimensionales. A lo largo de las eras, las galaxias se formaron en los picos de densidad, creando enormes estructuras en forma de burbuja. Los patrones en la distribución de las galaxias, si se observan adecuadamente, pueden revelar las propiedades de estos antiguos mensajeros.

«Soy el cartógrafo del grupo, y mapear Hoʻoleilana en tres dimensiones nos ayuda a comprender su contenido y su relación con su entorno», dijo el investigador Daniel Pomarede de la Universidad de CEA Paris-Saclay en Francia. «Fue un proceso asombroso construir este mapa y ver cómo la gigantesca estructura en forma de concha de Hoʻoleilana está compuesta por elementos que en el pasado se identificaron como algunas de las estructuras más grandes del universo».

Este mismo equipo de investigadores también identificó el supercúmulo de Laniākea en 2014. Esa estructura, que incluye la Vía Láctea, es pequeña en comparación. Con un diámetro de aproximadamente 500 millones de años luz, Laniākea se extiende hasta el borde cercano de esta burbuja mucho más grande.

Fuente: UH. Edición: MP.