Descubren el mayor cúmulo de galaxias conocido del universo primitivo

Una investigación, dirigida por científicos de la IAC ha encontrado el cúmulo de galaxias más grande conocido en el universo temprano.

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Cúmulo de galaxias
Foto: @IAC_Astrofisica / Twitter

Un estudio, dirigido por investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y realizado con OSIRIS, un instrumento del Gran Telescopio Canarias (GTC), ha encontrado el cúmulo de galaxias en formación más densamente poblado del universo primitivo.

Los investigadores predicen que esta estructura, que se encuentra a una distancia de 12.5 mil millones de años luz de nosotros, habrá evolucionado convirtiéndose en un cúmulo similar al de Virgo, vecino del Grupo Local de galaxias al que pertenece la Vía Láctea. El estudio se publica en la revista especializada Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

Los cúmulos de galaxias son grupos de galaxias que permanecen juntas debido a la acción de la gravedad. Para comprender la evolución de estas “ciudades de galaxias”, los científicos buscan estructuras en formación, los llamados protoglúmulos de galaxias, en el universo temprano.

En 2012, un equipo internacional de astrónomos realizó una determinación precisa de la distancia de la galaxia HDF850.1, conocida como una de las galaxias con mayor tasa de formación de estrellas en el universo observable.

Para su sorpresa, los científicos también descubrieron que esta galaxia, que es una de las regiones más estudiadas del cielo, conocida como Hubble Deep Field / GOODS-North, es parte de un grupo de alrededor de una docena de protogalaxias que se habían formado durante los primeros mil millones de años de historia cósmica. Antes de su descubrimiento, sólo se conocía otro grupo primordial similar.

Ahora, gracias a una nueva investigación con el instrumento OSIRIS en el Gran Telescopio Canarias (GTC, o GRANTECAN), el equipo ha demostrado que es una de las regiones más densamente pobladas de galaxias del universo primitivo, y primera vez se llevó a cabo un estudio detallado de las propiedades físicas de este sistema.

“Sorprendentemente hemos descubierto que todos los miembros del cúmulo estudiados hasta ahora, alrededor de dos docenas, son galaxias con formación estelar normal, y que la galaxia central parece dominar la producción de estrellas en esta estructura”, explica Rosa Calvi, anteriormente una Investigador postdoctoral del IAC y primer autor del artículo.

Este reciente estudio muestra que este cúmulo de galaxias está formado por varios componentes o “zonas” con diferencias en su evolución. Los astrónomos predicen que esta estructura cambiará gradualmente hasta convertirse en un cúmulo de galaxias similar a Virgo, la región central del supercúmulo del mismo nombre en el que se sitúa el Grupo Local de galaxias al que pertenece la Vía Láctea.

“Vemos esta ciudad en construcción tal como lo era hace 12.500 millones de años, cuando el Universo tenía menos del 10% de su edad actual, por lo que estamos viendo la infancia de un cúmulo de galaxias como las que son típicas en el Universo local”. señala Helmut Dannerbauer, investigador del IAC que es coautor de este artículo.

La distancia medida a estas fuentes estudiadas concuerda perfectamente con las predicciones basadas en observaciones fotométricas realizadas previamente en GRANTECAN por Pablo Arrabal Haro, exestudiante de doctorado en el IAC, dirigido por José Miguel Rodríguez Espinosa, investigador del IAC y Secretario General Adjunto de la Internacional. Unión Astronómica (IAU), y Casiana Muñoz-Tuñón, investigadora y subdirectora del IAC, todos ellos coautores del presente artículo.

Arrabal desarrolló un método para seleccionar galaxias con tasas normales de formación de estrellas, basado en el estudio fotométrico SHARDS (Survey for High-z Absorption Red and Dead Sources), un gran programa del Observatorio Europeo Austral (ESO) llevado a cabo en el GTC.

El programa SHARDS ha sido liderado por Pablo Pérez-González, investigador del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) y también autor del artículo.

“Medir exactamente cómo se están formando estas estructuras, sobre todo al comienzo del Universo, no es fácil, y necesitamos datos excepcionales como los que estamos tomando con el telescopio GTC como parte de la Frontera SHARDS y SHARDS Proyectos Fields, que nos permiten determinar distancias a galaxias y entre galaxias en el borde del Universo con una precisión nunca alcanzada”, explica Peréz-González.

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