¿Cuánto puede llegar a crecer una galaxia? Esta es la pregunta que ha guiado un nuevo estudio liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), en el que un equipo internacional ha medido con una precisión sin precedentes el tamaño de IC 1101, considerada la galaxia más grande conocida del Universo. El estudio se publica en Astronomy&Astrophysics.

El resultado confirma que este gigante cósmico es incluso mayor de lo que se pensaba. El cuerpo principal de IC 1101 alcanza unos 1,7 millones de años luz de diámetro, aproximadamente 20 veces el tamaño de la Vía Láctea. Si se colocara entre nuestra galaxia y Andrómeda, su extensión casi cubriría la distancia que las separa.

IC 1101 se encuentra en el centro del cúmulo de galaxias Abell 2029, a unos mil millones de años luz de la Tierra. Desde hace décadas era conocida como una galaxia extraordinariamente grande, pero no se sabía con claridad cuál era su tamaño físico real. Estudios anteriores habían mostrado que era enorme, pero no habían permitido responder a una cuestión más fundamental: dónde termina realmente el cuerpo principal de la galaxia.

“IC 1101 ya era famosa por ser una galaxia extrema, pero hasta ahora no teníamos una medida robusta de su borde físico”, explica Carlos Marrero-de la Rosa, investigador del IAC y autor principal del estudio. “Queríamos responder a una pregunta sencilla pero fundamental: hasta dónde puede crecer una galaxia en el Universo actual”, añade.

Para responderla, el equipo utilizó las imágenes más profundas obtenidas hasta ahora de IC 1101, tomadas con el Telescopio Isaac Newton (INT), situado en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma. Estas imágenes ultraprofudas permitieron observar regiones extremadamente débiles de la galaxia, invisibles en imágenes menos profundas, y revelar la estructura de sus regiones más externas.

El análisis muestra que el cuerpo principal de IC 1101 se extiende hasta un radio de unos 850.000 años luz. Esto implica un diámetro total de alrededor de 1,7 millones de años luz. Dentro de ese límite, la galaxia contiene unas 3,4 billones de masas solares en estrellas, alrededor de 70 veces más que la Vía Láctea.

Una galaxia, sin embargo, no tiene un borde como el de un objeto sólido. Sus estrellas se vuelven progresivamente más difusas a medida que nos alejamos del centro. El borde medido en este trabajo corresponde al punto en el que IC 1101 deja de comportarse como una estructura organizada y empieza a mezclarse con la luz difusa del cúmulo de galaxias que la rodea.

“El borde que medimos no es una línea brusca, como si la galaxia se cortara de repente”, señala Ignacio Trujillo, investigador del IAC y coautor del trabajo. “Es una transición física: el punto a partir del cual la galaxia empieza a confundirse con el material estelar difuso del cúmulo”, destaca.

Las nuevas imágenes también muestran que IC 1101 sigue creciendo. Más allá de su borde principal, el equipo detecta estructuras extremadamente tenues e irregulares que se extienden hasta unos 2 millones de años luz del centro. Estas estructuras son probablemente restos de galaxias más pequeñas que han sido atraídas y destruidas por el enorme campo gravitatorio de IC 1101 y del cúmulo Abell 2029.

Una forma sencilla de entenderlo es compararlo con el crecimiento de una ciudad: puede tener un límite urbano reconocible en un momento dado, pero si se siguen construyendo casas, barrios y suburbios en sus afueras, ese límite se irá desplazando hacia fuera. Del mismo modo, IC 1101 tiene hoy un cuerpo principal medible, pero sus regiones externas muestran que continúa incorporando material.

IC 1101 es una galaxia excepcional: el Universo ha tardado 13.700 millones de años en formar un sistema de este tamaño. Por ello, estudiar objetos tan extremos es una forma de poner a prueba las teorías actuales de formación de galaxias. Si los modelos cosmológicos no son capaces de formar galaxias tan grandes en el tiempo disponible desde el Big Bang, entonces podrían estar perdiéndose una parte importante del proceso de crecimiento galáctico.

En este sentido, IC 1101 puede verse también como una galaxia del futuro. Según el modelo jerárquico de formación de estructuras, las galaxias crecen a lo largo del tiempo mediante fusiones y acreción de sistemas más pequeños. A medida que el Universo evolucione, más galaxias masivas podrían alcanzar tamaños similares. En IC 1101, este proceso parece haberse producido de forma especialmente eficiente, ofreciendo una imagen anticipada de lo que podrían llegar a ser muchas galaxias masivas en el futuro.

Con este trabajo, IC 1101 se consolida como la galaxia más grande conocida con una medida robusta de su borde físico. Su tamaño extremo la convierte en un laboratorio único para estudiar hasta dónde puede llegar el crecimiento galáctico y para comprobar si nuestras teorías actuales son capaces de reproducir los objetos más grandes del Universo.

Por parte del IAC, también participan en el estudio Ignacio Ruiz Cejudo, Sergio Guerra Arencibia, Andrés Asensio Ramos, Adriana de Lorenzo-Cáceres, Jairo Méndez-Abreu y Manuel Sánchez-Benavente.

Artículo: Carlos Marrero-de la Rosa et al. 'How large can galaxies be? Ultra-deep imaging of IC 1101, the most extended known galaxy'. A&A, 2026. DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202660963

Contacto en el IAC:
Carlos Marrero de la Rosa, carlos.marrero [at] iac.es (carlos[dot]marrero[at]iac[dot]es)
Ignacio Trujillo, itc [at] iac.es (itc[at]iac[dot]es)