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Usando el observatorio ALMA, un equipo internacional de científicos ha descubierto una concentración sorprendentemente densa de 14 galaxias que están listas para fusionarse, formando el núcleo de lo que eventualmente se convertirá en un cúmulo de galaxias colosales.
Este mega choque galáctico, conocido como un proto-cúmulo, se encuentra a unos 12.400 millones de años luz de distancia, lo que significa que su luz comenzó a viajar hacia nosotros cuando el universo tenía sólo 1.400 millones de años, o aproximadamente una décima parte de su edad actual.
Sus galaxias individuales están formando estrellas tanto como 1,000 veces más rápido que nuestra galaxia y están abarrotadas dentro de una región del espacio de aproximadamente tres veces el tamaño de la Vía Láctea. El cúmulo de galaxias resultante finalmente rivalizará con algunos de los cúmulos más masivos que vemos en el universo hoy en día.
Durante los primeros millones de años de historia cósmica, la materia normal y la materia oscura comenzaron a acumularse en concentraciones cada vez mayores, dando lugar eventualmente a cúmulos de galaxias, los objetos más grandes en el universo conocido.
Con masas comparables a un millón de millones de soles, los cúmulos pueden contener hasta mil galaxias, grandes cantidades de materia oscura, enormes agujeros negros y gases que emiten rayos X que alcanzan temperaturas de más de un millón de grados.
La teoría actual y los modelos de computadora sugieren que los protocúmulos tan masivos como el observado por ALMA, sin embargo, deberían haber tardado más en evolucionar.
“Cómo este conjunto de galaxias se hizo tan grande tan rápido es un misterio, no se acumuló gradualmente durante miles de millones de años, como podrían esperar los astrónomos”, explicó Tim Miller, un candidato doctoral en la Universidad de Yale y autor principal del artículo.
“Este descubrimiento ofrece una oportunidad increíble para estudiar cómo los cúmulos de galaxias y sus galaxias masivas se unieron en estos entornos extremos”, agregó.
“La cantidad total de gas molecular detectado por ALMA, que está disponible para la formación de futuras generaciones de estrellas, es enorme. Sin embargo, esperamos que muy pronto cada una de las galaxias se quede sin gas, deteniendo la formación estelar,” agregó Manuel Aravena, investigador y académico del Núcleo de Astronomía UDP, y co-autor del artículo en Nature.
La resolución y sensibilidad superiores de ALMA permitieron a los astrónomos distinguir al menos 14 objetos individuales en una región del espacio sorprendentemente pequeña, lo que confirma que el objeto era el ejemplo arquetípico de un protocluster en una etapa muy temprana de desarrollo.
“El advenimiento de amplias áreas del cielo austral observadas con telescopios como SPT, y su posterior seguimiento con ALMA, nos están permitiendo revelar y estudiar por primera vez la formación de estos raros protocúmulos masivos”, adelantó Aravena.
La distancia extrema de este grupo y sus componentes claramente definidos ofrecen a los astrónomos una oportunidad sin precedentes para estudiar algunos de los primeros pasos de la formación de cúmulos a menos de 1.500 millones de años después del Big Bang.
Al utilizar los datos de ALMA como las condiciones de partida para sofisticadas simulaciones por computadora, los investigadores pudieron demostrar cómo esta colección actual de galaxias probablemente crecerá y evolucionará a lo largo de miles de millones de años.
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