Universo julio-agosto 2023

27 JULIO-AGOSTO 2023 ASTRO PUBLISHING Los cúmulos de galaxias son tan ma- sivos que pueden reunir gas que se calienta a medida que cae hacia el cú- mulo. «Las simulaciones cosmológicas han predicho la presencia de gas ca- liente en protocúmulos durante más de una década, pero faltaban confir- maciones observacionales» , explica Elena Rasia, investigadora del Insti- tuto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF) en Trieste (Italia), y coautora del estudio. «La búsqueda de una confirmación observacional clave nos llevó a seleccionar cuidadosamente uno de los protocúmulos candidatos más prometedores.» Se trataba del protocúmulo de la Telaraña, ubicado en una época en la que el Universo tenía solo 3000 millones de años. A pesar de ser el protocúmulo más es- tudiado, la detección del ICM había sido infructuosa. Encontrar una gran reserva de gas caliente en el protocú- mulo Telaraña indicaría que el sis- tema está camino de convertirse en un duradero y estable cúmulo de ga- laxias en lugar de dispersarse. El equipo de Di Mascolo detectó el ICM del protocúmulo Telaraña a tra- vés de lo que se conoce como el efec- to térmico Sunyaev-Zeldovich (SZ). Este efecto ocurre cuando la luz del fondo cósmico de microondas (la ra- diación remanente del Big Bang), pasa a través del ICM. Cuando esta luz interactúa con los electrones que se mueven rápidamente en el gas ca- liente, gana un poco de energía y su color, o longitud de onda, cambia li- geramente. «En las longitudes de onda correctas, el efecto SZ aparece como un efecto de sombra de un cú- mulo de galaxias sobre el fondo cós- mico de microondas» , explica Di Mascolo. Al medir estas sombras en el fondo cósmico de microondas, la comunidad astronómica puede infe- rir la existencia del gas caliente, esti- mar su masa y mapear su forma. «Actualmente, gracias a su incompa- rable resolución y sensibilidad, ALMA es la única instalación capaz de reali- zar una medición de este tipo de los distantes progenitores de cúmulos masivos» , afirma Di Mascolo. 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 proto- cúmulo Telarañas va camino de con- vertirse en un cúmulo de galaxias masivo en alrededor de 10000 millo- nes de años, aumentando su masa en, al menos, un factor de diez. Tony Mroczkowski, coautor del artí- culo e investigador de ESO, explica que «este sistema presenta enormes contrastes. El componente térmico caliente destruirá gran parte del componente frío a medida que el sistema evolucione, y estamos pre- senciando una transición delicada» . Concluye declarando que «propor- ciona confirmación observacional de predicciones teóricas mantenidas durante mucho tiempo sobre la for- mación de los objetos gravitacional- mente ligados más grandes del Universo» . Estos resultados ayudan a sentar las bases para las sinergias entre ALMA y el próximo Extremely Large Teles- cope (ELT) de ESO, que «revolucio- nará el estudio de estructuras como esta» , afirma Mario Nonino, coautor del estudio e investigador del Obser- vatorio Astronómico de Trieste. El ELT y sus instrumentos de última ge- neración, como HARMONI y MICA- DO, podrá observar los protocúmu- los y revelarnos más sobre las gala- xias que contienen con gran detalle. Junto con las capacidades de ALMA para rastrear el ICM en formación, esto proporcionará una visión crucial del ensamblaje de algunas de las es- tructuras más grandes del universo temprano. UNIVERSO ! E sta imagen muestra el pro- tocúmulo que se encuentra alrededor de la galaxia Tela- raña (formalmente conocida como MRC 1138-262), visto en un momento en el que el Uni- verso tenía solo 3 000 millones de años. La mayor parte de la masa del protocúmulo no se encuentra en las galaxias que se pueden ver en el centro de la imagen, sino en el gas cono- cido como el “medio intracú- mulo” (ICM). El gas caliente del ICM se muestra como una nube azul superpuesta. [ESO/Di Mas- colo et al.; HST: H. Ford]