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Astrónomos,
dirigidos por expertos de la Universidad de California, en Santa Cruz, Estados
Unidos, han descubierto un quasar distante que ilumina una gran nebulosa de gas
difusa, revelando por primera vez parte de la malla de filamentos que se cree
que conecta las galaxias en una red cósmica.
Mediante el uso
del telescopio de 10 metros Keck I en el Observatorio W.M. Keck en Hawai, Estos
Unidos, estos expertos detectaron una gran nebulosa luminosa de gas que se
extiende cerca de dos millones de años luz a través del espacio intergaláctico,
según explican los investigadores en un artículo en 'Nature'.
"Se trata de
un objeto muy excepcional: es enorme, por lo menos dos veces mayor que
cualquier nebulosa detectada antes, y se extiende mucho más allá del entorno
galáctico del cuásar", explica el primer autor, Sebastiano Cantalupo,
becario postdoctoral en la Universidad de California Santa Cruz.
El modelo
cosmológico estándar de formación de estructuras en el universo predice que las
galaxias están incrustadas en una red cósmica de la materia, la mayoría de las
cuales (aproximadamente el 84 por ciento) son la materia oscura invisible. Esta
red se ve en los resultados de las simulaciones por ordenador de la evolución
de la estructura del universo, que muestran la distribución de la materia
oscura en grandes escalas, incluyendo los halos de materia oscura en los que
las galaxias se forman y de la red cósmica de filamentos que los conectan.
La gravedad hace
que la materia ordinaria siga a la distribución de la materia oscura, por lo
que se espera que los filamentos de gas ionizado difuso tracen un patrón
similar al observado en las simulaciones de materia oscura. Hasta ahora, sin
embargo, nunca se han visto estos filamentos.
El gas
intergaláctico ha sido detectado por su absorción de luz a partir de fuentes de
fondo brillante, pero los resultados no revelan cómo se distribuye el gas. En
este estudio, los investigadores detectaron el brillo fluorescente del gas de
hidrógeno que resulta de su iluminación por la intensa radiación del cuásar.
"Este cuásar
ilumina gas difuso en escalas mucho más allá de cualquiera de los que hemos
visto antes, lo que nos da la primera imagen de gas extendido entre las
galaxias. Proporciona una visión excelente de la estructura general de nuestro
universo", subraya el coautor J. Xavier Prochaska, profesor de Astronomía
y Astrofísica en la Universidad de California Santa Cruz.
El gas hidrógeno
iluminado por el cuásar emite luz ultravioleta conocida como radiación Lyman
alfa. La distancia al cuásar es tan grande (unos diez millones de años luz) que
la luz emitida se "estira" por la expansión del universo a partir de
una longitud de onda ultravioleta invisible hacia un tono más visible de color
violeta en el momento en que llega al telescopio Keck.
Conociendo la
distancia al cuásar, los científicos calcularon la longitud de onda de la
radiación Lyman alfa desde esa distancia y construyeron un filtro especial para
el espectrómetro del telescopio LRIS con el fin de obtener una imagen en esa
longitud de onda.
"Hemos
estudiado otros cuásares de esta manera sin la detección de este gas prolongado
--resalta Cantalupo--. La luz del cuásar es como un rayo de luz y, en este
caso, tuvimos la suerte de que la linterna esté apuntando hacia la nebulosa y
haciendo al gas resplandecer. Creemos que esto es parte de un filamento que
puede ser aún más extendido, pero sólo vemos la parte del filamento que se
ilumina por la emisión de haces del cuásar".
NÚCLEOS
GALÁCTICOS Y AGUJEROS NEGROS
Un cuásar es un
tipo de núcleo galáctico activo que emite una intensa radiación alimentado por
un agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia. En una investigación
anterior de cuásares distantes usando la misma técnica para buscar gas
brillante, Cantalupo y otros detectaron las llamadas "galaxias
oscuras", los nudos más densos de gas en la red cósmica. Se cree que estas
galaxias oscuras son demasiado pequeñas o jóvenes para tener estrellas
formadas.
"Las
galaxias oscuras son piezas mucho más densas y pequeñas de la red cósmica. En
esta nueva imagen, también vemos galaxias oscuras , además de la nebulosa mucho
más difusa y extendida", apunta Cantalupo. "Parte de este gas caerá
en las galaxias, pero la mayor parte seguirá estando difuso y nunca formará
estrellas", agrega.
Los expertos
estimaron que la cantidad de gas en la nebulosa es por lo menos diez veces
mayor de lo esperado en los resultados de las simulaciones por ordenador.
"Creemos que puede haber más gas contenido en pequeños grupos densos
dentro de la red cósmica de lo que se ve en nuestros modelos. Estas
observaciones están desafiando nuestra comprensión de gas intergaláctico y
dándonos un nuevo laboratorio para poner a prueba y perfeccionar nuestros
modelos", concluye este experto.
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