Los filamentos masivos alimentan el crecimiento de galaxias y agujeros negros supermasivos

Un equipo internacional de científicos liderado por el RIKEN Cluster for Pioneering Research, ha utilizado observaciones del Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) en el ESO Very Large Telescope (VLT), en Chile, y el Suprime-Cam en el telescopio Subaru, para realizar observaciones detalladas de los filamentos de gas que conectan galaxias en un proto-cúmulo grande y distante, en el universo primitivo.

Basándose en observaciones directas, han concluido que, de acuerdo con las predicciones del modelo de formación de galaxias de materia oscura fría, los filamentos son muy extensos, de más de un millón de pársecs de extensión -un pársec tiene una longitud de 3 años-luz-, y proporcionan combustible para la formación de estrellas y el crecimiento de agujeros negros supermasivos, dentro del proto-cúmulo.

Las observaciones, que constituyen un mapa muy detallado de los filamentos, fueron hechas en SSA22, un enorme proto-cúmulo de galaxias, localizado a unos 12.000 millones de años-luz de la Tierra, en la constelación de Acuario, lo que la convierte en una estructura del universo primitivo.

Los hallazgos, publicados en la revista Science, nos dan nuevas perspectivas de la formación de galaxias. La creencia dominante era que las galaxias se formaron y entonces organizaron en cúmulos de forma ascendente, pero ahora se cree de forma generalizada que los filamentos del universo proporcionaron el combustible de la formación de cúmulos de galaxias en los lugares donde los filamentos se cruzaban, creando densas regiones de materia. Según ésto, el grupo de investigadores determinó que la intersección de los enormes filamentos identificados alberga núcleos galácticos activos -agujeros negros supermasivos- y galaxias “explosivas”, que son muy activas formando estrellas. Los investigadores acotaron su localización gracias a las observaciones realizadas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y el observatorio W. M. Keck.

Sus observaciones se basan en la detección de lo que se conoce como radiación alfa de Lyman, la luz ultravioleta que se produce cuando se ioniza el gas de hidrógeno neutro y luego vuelve a su estado fundamental. Se descubrió que la radiación era intensa, demasiado alta para provenir de la radiación ultravioleta de fondo del universo. Sus cálculos indicaron que la alta radiación probablemente fue provocada por galaxias formadoras de estrellas y al crear agujeros negros.

Los filamentos serían los responsables de la formación del universo actual

Según Hideki Umehata, autor principal del artículo e investigador del RIKEN Cluster for Pioneering Research y de la Universidad de Tokyo, «esto sugiere de forma muy clara que el gas que cae a lo largo de los filamentos bajo la fuerza de la gravedad desencadena la formación de galaxias explosivas y agujeros negros supermasivos, dando al universo la estructura que vemos hoy”.

«Las observaciones anteriores habían demostrado que hay emisiones de burbujas de gas que se extienden más allá de las galaxias, pero ahora hemos podido mostrar claramente que estos filamentos son extremadamente largos, yendo incluso más allá del borde del campo que vimos. Esto agrega credibilidad a la idea de que estos filamentos en realidad están impulsando la intensa actividad que vemos dentro de las galaxias dentro de los filamentos«, concluye Umehata.

Michele Fumagalli, coautor del estudio, investigador de Durham University (Reino Unido), comenta que «es muy emocionante ver claramente por primera vez múltiples y extensos filamentos en el universo primigenio. Finalmente tenemos una forma de mapear estas estructuras de forma directa, y de comprender en detalle su papel en la regulación de la formación de galaxias y agujeros negros supermasivos”.

Fuente: Science.