Los cúmulos de galaxias se encuentran entre las estructuras más grandes del universo. Las formaciones, que consisten en galaxias, nubes de gas y materia oscura, pueden incluir muchos miles de galaxias y combinar hasta un billón de masas solares. Sin embargo, gran parte de esta masa no proviene de las estrellas, sino del llamado medio interno del cúmulo (ICM), enormes columnas de gas que impregnan el espacio intergaláctico del cúmulo. La forma en que este gas intergaláctico se distribuye y su composición solo se ha estudiado para cúmulos de galaxias cercanos completamente desarrollados.
Sin embargo, los astrónomos han sospechado durante mucho tiempo que el medio dentro de un cúmulo juega un papel importante en la formación y el crecimiento de los cúmulos de galaxias. Así, el gas caliente entrante promueve la formación de nuevas estrellas y galaxias. «Las simulaciones cosmológicas han predicho la presencia de gas caliente en los cúmulos primarios durante más de una década, pero carecen de confirmación observacional», explica Elena Rascia, del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF) en Trieste.
Para probar esto, Rasia y sus colegas utilizaron el Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) para estudiar varios de estos protocúmulos de galaxias en el universo primitivo. “La búsqueda de una confirmación experimental tan importante nos llevó a seleccionar uno de los grupos de protozoos candidatos más prometedores”, explica el astrónomo. El candidato elegido es el Spiderweb Protocluster, una galaxia irregular a unos 10.600 millones de años luz de distancia que está a punto de convertirse en el centro de un nuevo grupo de galaxias.
Para visualizar el gas difuso, que no es visible a través de una visión normal, los astrónomos han aprovechado el hecho de que la presencia de un medio de cúmulo dentro del cúmulo amplifica ligeramente la emisión de radio del fondo cósmico de microondas detrás de él. De hecho, así es como el equipo pudo determinar la cantidad y distribución del gas en este grupo elemental. Se puede ver en esta imagen como una neblina azulada.
Las observaciones muestran que el grupo de arañas contiene una enorme reserva de gas caliente con una temperatura de decenas de millones de grados Celsius. «Estas observaciones confirman predicciones teóricas de larga data sobre la formación de los objetos gravitacionalmente más grandes del universo», dice el coautor Tony Mrozkowski del Observatorio Europeo Austral (ESO). Los astrónomos concluyen a partir de sus resultados que el cúmulo de proto-arañas se convertirá en un cúmulo de galaxias masivas en el transcurso de unos diez mil millones de años. Al hacerlo, aumentaría su masa al menos diez veces.
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