Utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array o ALMA, un equipo de astrónomos ha descubierto una gran reserva de gas caliente en el cúmulo de galaxias, aún en formación, que se encuentra entorno a la galaxia apodada como Telaraña, siendo la detección más distante de este tipo de gas caliente hasta la fecha. Los cúmulos de galaxias son los objetos más grandes conocidos del Universo y este resultado revela en mayor profundidad cuán temprano comienzan a formarse estas estructuras.
Los cúmulos de galaxias, como su nombre indica, albergan una gran cantidad de galaxias, a veces incluso miles. También contienen un vasto medio intracúmulo o ICM por sus siglas en inglés, un medio intergaláctico compuesto de gas que impregna el espacio existente entre las galaxias del cúmulo. Este gas llega más allá de las propias galaxias. Gran parte de la física de los cúmulos de galaxias es bien conocida; sin embargo siguen siendo escasas las observaciones de las primeras fases de formación del ICM.
Anteriormente, el ICM solo se había estudiado en cúmulos de galaxias cercanos y completamente formados. La detección de ICM en protocúmulos, es decir, cúmulos de galaxias aún en formación, situados a gran distancia, permitiría a la comunidad astronómica captar estos cúmulos en las primeras etapas de formación. Un equipo dirigido por Luca Di Mascolo, primer autor del estudio e investigador de la Universidad de Trieste, en Italia, buscaba detectar el ICM en un protocúmulo de las primeras etapas del Universo.
Los cúmulos de galaxias son tan masivos que pueden reunir gas que se calienta a medida que cae hacia el cúmulo. En este caso se trata del protocúmulo Telaraña, ubicado en una época en la que el Universo tenía solo 3 000 millones de años. A pesar de ser el protocúmulo más estudiado, la detección del ICM había sido infructuosa. Encontrar una gran reserva de gas caliente en el protocúmulo Telaraña indicaría que el sistema está camino de convertirse en un duradero y estable cúmulo de galaxias en lugar de dispersarse.
El equipo de Di Mascolo detectó el ICM del protocúmulo Telaraña, que puede ver interactuando con la imagen superior, a través de lo que se conoce como el efecto térmico Sunyaev-Zeldovich o SZ. Este efecto ocurre cuando la luz del fondo cósmico de microondas, la radiación remanente del Big Bang, pasa a través del ICM. Cuando esta luz interactúa con los electrones que se mueven rápidamente en el gas caliente, gana un poco de energía y su color, o longitud de onda, cambia ligeramente. Al medir las sombras en el fondo cósmico de microondas, la comunidad astronómica puede descubrir la existencia del gas caliente, estimar su masa y mapear su forma.
Los astrónomos determinaron que el protocúmulo Telaraña contiene una vasta reserva de gas caliente a una temperatura de unas pocas decenas de millones de grados centígrados. Anteriormente, se había detectado gas frío en este protocúmulo, pero la masa del gas caliente encontrado en este nuevo estudio lo supera miles de veces. Este hallazgo muestra que el protocúmulo Telarañas va camino de convertirse en un cúmulo de galaxias masivo en alrededor de 10.000 millones de años, aumentando su masa en, al menos, un factor de diez. En esta imagen el norte está arriba.
