¿Cuáles son las mayores estructuras del universo?

Las estructuras más grandes de universo son supercúmulos de galaxias, agrupaciones de cientos de galaxias que interaccionan gravitacionalmente. Para que entiendas bien la dimensión de lo que estamos hablando te diré que una galaxia es una agrupación de estrellas, gas y polvo cósmico que se mantienen unidos por la atracción gravitatoria entre ellos y, sobre todo, de la materia oscura. En una galaxia puede haber billones de estrellas, las enanas tienen alrededor de 10⁷ y las gigantes pueden tener 10¹⁴ (que serían respectivamente 100 millones en el primer caso y 1.000 billones en el segundo). Los grupos de galaxias que están próximos forman lo que se llama cúmulos que son conjuntos de estas estructuras también unidas por la gravedad. Se estima que un cúmulo pueden contener entre 50 y 1.000 galaxias. Los supercúmulos de los que te hablaba al principio son agrupaciones de cúmulos de galaxias en las que también puede haber algunas galaxias aisladas.

El supercúmulo más conocido se llama la Gran Muralla del Sloan y fue descubierto en 2003. Sloan se refiere al telescopio con el que se observó y que está en Estados Unidos, pero en el que trabajan personas de todo el mundo, de hecho yo participé en esta colaboración internacional durante varios años. La Gran Muralla del Sloan mide 1.3 x 10²⁵, esto es algo menos de un Gigaparsec. Como en astronomía las dimensiones son tan enormes no podemos trabajar con metros y usamos otro tipo de unidades que son los pársec (y kilopársec, megapársec y gigapársec). Un pársec equivale aproximadamente a 30.900 billones de kilómetros. Así que te puedes hacer una idea de las dimensiones de las que estamos hablando. Te puedo dar un ejemplo como referencia: el número de veces que cabe la distancia que hay entre la Tierra y el Sol en la Gran Muralla del Sloan es el mismo por el que habría que multiplicar el tamaño del coronavirus que provoca la covid-19 para que tuviera el tamaño de la Tierra.

De hecho, todo el universo observable es equivalente a tener 60 Gran Murallas del Sloan. Antes de esta estructura se había descubierto otra parecida a la que se llamó la Gran Muralla del CfA y que también es una agrupación de un montón de galaxias.

Como el telescopio Sloan ha continuado cartografiando el cielo, ha encontrado estructuras todavía más grandes. La última fue descubierta en 2016 y se llama la Gran Muralla de BOSS. En masa, esta estructura es como 10.000 veces nuestra galaxia, la Vía Láctea, y agrupa cerca de mil galaxias visibles.

La forma en la que vemos en el universo la distribución de galaxias a muy grandes escalas es como una tela de araña

Los telescopios que vengan en el futuro como el Vera Rubin o el DESI (instrumento espesctroscóspico para detectar energía oscura, por sus siglas en inglés), en el que también estoy involucrada, van a cartografiar más profundo así que quizá encuentren supercúmulos de este tipo todavía más grandes.

La forma en la que vemos en el universo la distribución de galaxias a muy grandes escalas es como una tela de araña. Hay zonas en las que hay más hilos, hay trozos en los que no hay hilos y zonas en los que solo hay un hilo de la tela. Si miras imágenes de la tela de araña cósmica es bastante parecido a esto, hay áreas en las que se cruzan muchos de estos hilos, a los que en astronomía llamamos filamentos. Cuando se cruzan varios filamentos es cuando tenemos los cúmulos. Las estructuras de las que te he hablado que como te decía son supercúmulos, son como varios nodos de filamentos seguidos. En el universo hay zonas que están casi vacías y luego encontramos otras zonas en las que tienes un montón de galaxias juntas. Pero estas estructuras enormes de las que estamos hablando son raras. Es decir, hay más masa distribuida en filamentos y zonas en las que solo hay un nodo que en estas cosas en las que hay un montón de nodos juntos.

La Vía Láctea está en el Grupo Local que es una pequeña agrupación de galaxias que no llega a ser un cúmulo. Y hay estudios que dicen que nuestro grupo está en los márgenes de un vacío, aunque está afirmación no está totalmente aceptada por la comunidad científica.

En cuanto a que se puedan encontrar estructuras más grandes que estas grandes murallas, es posible que se puedan hallar estructuras grandes de gas, pero es físicamente difícil y este tipo de investigación está comenzando ahora su andadura.

Violeta González Pérez es investigadora en el Centro de Investigación Avanzada en Física Fundamental (CIAFF) de la Universidad Autónoma de Madrid.

Pregunta enviada vía email por Martín Gartziandia

Coordinación y redacción: Victoria Toro

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