Gracias a las observaciones realizadas con el Observatorio Espacial Herschel, con el experimento APEX y con el interferómetro ALMA, ha sido posible observar la formación de un cúmulo de galaxias en las profundidades del espacio, cuando la edad del Universo era una décima parte de la actual.

La Agencia Espacial Europea puso en órbita el Observatorio Espacial Herschel en el año 2009. Fue el primer observatorio capaz de abarcar el espectro del infrarrojo lejano en su totalidad. Utilizándolo, el equipo de investigadores se fijó en lo que parecía un único objeto cósmico con colores rojos en el infrarrojo lejano y decidieron estudiarlo en más detalle con APEX y ALMA.

APEX es un radiotelescopio de 12 m de diámetro ubicado en el desierto de Atacama en Chile, que se convirtió en el primer paso para la puesta en marcha de ALMA, un grupo de 66 radiotelescopios de 7 y 12 m situados en la misma zona.  El resultado fue el descubrimiento de una concentración de galaxias polvorientas en el universo primigenio. Estas se encuentran a punto de fusionarse, formando el núcleo de un futuro cúmulo masivo de galaxias.

Iván Oteo, investigador principal del estudio, que actualmente trabaja para el Instituto de Astronomía de la Universidad de Edimburgo y para el Observatorio Europeo Austral, destaca lo poco frecuente que es observar un fenómeno de este tipo. “Se cree que la duración de los brotes de formación estelar polvorientos es relativamente corta”, explica. Y añade: “estas galaxias suelen ser minoría, en cualquier momento y en cualquier rincón del Universo. Por lo tanto, encontrar numerosos brotes de formación estelar polvorientos brillando al mismo tiempo de ese modo es muy desconcertante, algo que todavía necesitamos comprender”.

Ismael Pérez Fournon, investigador de la Universidad de La Laguna (ULL) y del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) que ha participado en este estudio, comenta que “mediante los datos de ALMA, de resolución y sensibilidad superiores, somos capaces de estudiar la formación de cúmulos de galaxias cuando la edad del Universo era de menos de 1.500 millones de años". Por su parte, Helmut Dannerbauer, también investigador del IAC y la ULL involucrado en el descubrimiento, resalta la diferencia que supone este resultado respecto a “los modelos teóricos y computacionales actuales, que sugieren que este tipo de cúmulos tan masivos habría necesitado mucho más tiempo para evolucionar”.

En un estudio independiente liderado por Tim Miller, estudiante de doctorado de la Universidad de Dalhousie en Canadá y de la Universidad de Yale en los Estados Unidos, se ha descubierto una concentración de galaxias similar. En ese caso, el hallazgo se basó en observaciones con el Telescopio del Polo Sur, con el Observatorio Espacial Herschel y otras posteriores con APEX y ALMA. "Aún no sabemos cómo estos cúmulos de galaxias crecieron tanto y tan rápidamente. No se formaron de manera gradual a lo largo de miles de millones de años, como podrían suponer las teorías actuales de formación y evolución de galaxias” afirma Miller. Scott Chapman, de las universidades de Dalhousie y de Cambridge, concluye que “estos descubrimientos ofrecen una gran oportunidad para estudiar cómo se unieron galaxias masivas para formar enormes cúmulos de galaxias”.

Enlaces de interés:

• Nota de prensa de ESO: Megafusiones de galaxias antiguas.
• Artículo: Oteo, I. An Extreme Protocluster of Luminous Dusty Starbursts in the Early Universe. The Astrophysical Journal. DOI: 10.3847/1538-4357/aaa1f1 / http://adsabs.harvard.edu/abs/2018ApJ...856...72
• Artículo: Miller et al. A massive core for a cluster of galaxies at a redshift of 4.3. Nature. DOI: 10.1038/s41586-018-0025-2 / http://adsabs.harvard.edu/abs/2018arXiv180409231M