Hallan uno de los cúmulos de galaxias más densos del Universo

13/07/2018

Un equipo internacional de investigadores, liderado por Mauro Sereno, de la Universidad de Bolonia, en el que también han participado el IAC y el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), ha localizado uno de los cúmulos de galaxias más densos del Universo.

El estudio analiza, por primera vez, las zonas más externas del cúmulo de galaxias PSZ2 G099.86+58.45 hasta una distancia de 30 megaparsecs, una región en la que hasta ahora no se conocía cómo se distribuía la masa, ni si a estas distancias la materia estaba ligada por la gravedad del cúmulo.

El trabajo, que ha publicado la revista Nature Astronomy, cuestiona los modelos de formación de estructuras del Cosmos y se apoya en datos obtenidos con el Gran Telescopio Canarias.

En un comunicado, el IAC explica que la estructura de Universo se asemeja a la de una esponja a la que, comúnmente, se le llama red cósmica.

La materia se dispone a lo largo de filamentos que se entrecruzan, dejando zonas donde la materia se acumula y otras en las que casi no hay y en los puntos de mayor densidad, las galaxias se agrupan, formando cúmulos de galaxias, que constituyen las estructuras con mayor masa del universo.

Según el IAC, el estudio de la red cósmica es uno de los retos de la astrofísica actual ya que se desconocen las propiedades de los componentes principales de la materia a estas escalas, de ahí que se utilicen los términos "materia oscura" y "energía oscura".

La primera supone hasta un 20% de la masa total del Universo y es la responsable de mantener a las estructuras unidas gravitatoriamente y la segunda, por el contrario, conforma el 75% del Universo y está relacionada con el modo en que el Universo se expande.

La materia ordinaria, (las galaxias, el gas, el polvo o las estrellas) apenas representa un 5% de la masa del Universo, pero tiene el importante papel de trazar las fuerzas y propiedades de la materia y la energía oscura.

El investigador principal de este trabajo, Mauro Sereno, explica que el ambiente en torno a los cúmulos de galaxias incluye otras estructuras como "filamentos", otros cúmulos vecinos y la materia que cae hacia el cúmulo central más masivo.

"Este estudio revela que la densidad de materia alrededor del cúmulo estudiado es hasta seis veces mayor que lo que se espera", señala Sereno, quien apunta que en este trabajo se ha descubierto que los mecanismos de crecimiento de masa pueden llegar a producir densidades muy altas, incluso a grandes distancias de los cúmulos galácticos.

El trabajo se ha basado en el efecto de "lente gravitatoria", que consiste en que la masa del cúmulo y la materia circundante desvían la luz procedente de galaxias más lejanas, modificando la forma observada de estas galaxias de fondo.

Cuanto más denso y concentrado es el cuerpo que actúa de lente, mayor es la deformación de las galaxias del fondo, precisa la investigación.

El estudio estadístico de las deformaciones de más de 150.000 galaxias del fondo, también llamado efecto de lente débil , realizado con imágenes profundas obtenidas con el telescopio CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope), ha permitido conocer la distribución, masa y densidad de materia entorno al cúmulo PSZ2 G099.86+58.45.

Los resultados revelan que este cúmulo supone un caso excepcionalmente raro, que no ajusta bien a los modelos de formación de estructuras y esto implica que debe de haber mecanismos de acrecimiento de materia mucho más eficaces a los que hoy se conocen.

Midiendo las velocidades a las que se mueven estas galaxias es posible determinar la masa total del cúmulo y los resultados determinan que éste es muy masivo y denso y que los efectos de su altísima gravedad se extienden a distancias extremadamente grandes, mucho más de lo que los modelos predicen.

"Estamos ante un estudio que abre la puerta a una región del Universo que hasta ahora no ha sido suficientemente explorada, la frontera límite de los cúmulos de galaxias", señala la investigadora del IAC y coautora del artículo Alina Streblyanska.

Una zona que puede aportar mucha información a la hora de estudiar estos sistemas, cómo se forman y cómo evolucionan las estructuras más masivas del Universo. EFE