En un avance revolucionario para la cosmología, un equipo internacional de investigadores ha obtenido la imagen más nítida hasta la fecha de un filamento cósmico que conecta dos galaxias en formación. Este descubrimiento, realizado tras cientos de horas de observación con el espectrógrafo MUSE en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile, permite caracterizar con una precisión sin precedentes la estructura de la red cósmica.

Desde hace décadas, los cosmólogos han teorizado que la materia en el Universo no está distribuida de manera homogénea, sino que se organiza en una vasta red de filamentos interconectados. Esta red cósmica, constituida principalmente por materia oscura y gas intergaláctico, sirve como andamiaje sobre el cual se forman las galaxias y otros objetos astronómicos. En las intersecciones de estos filamentos, donde la gravedad concentra mayores cantidades de materia, emergen las galaxias más brillantes.

Uno de los desafíos más grandes de la astronomía ha sido la observación directa de estos filamentos, pues el gas intergaláctico es extremadamente tenue y emite un brillo muy débil. Hasta ahora, su existencia solo podía inferirse indirectamente a través de la absorción de luz procedente de fuentes distantes. No obstante, los instrumentos de generación previa carecían de la sensibilidad suficiente para capturar la emisión directa de estos filamentos.

Filamento red cosmica
Formado por gas aglutinado por la influencia de la materia oscura, el filamento se extiende a lo largo de 3 millones de años-luz, conectando dos galaxias distantes en el Universo primitivo. Crédito: ESO/D. Tornotti et al. / Hubble: M. Revalski, P. Francis et al.

Un logro sin precedentes en la observación cósmica

El nuevo estudio, liderado por Davide Tornotti, doctorando en la Universidad de Milán-Bicocca, representa un hito en la observación del cosmos. Gracias a la capacidad ultrafina del espectrógrafo MUSE, los científicos pudieron capturar la imagen más detallada de un filamento cósmico que se extiende a lo largo de tres millones de años luz y conecta dos galaxias activas, cada una albergando un agujero negro supermasivo en su núcleo.

El equipo empleó cientos de horas de observación para recopilar datos con una alta significancia estadística, logrando así una caracterización precisa del filamento. Esta imagen, publicada recientemente en Nature Astronomy, permite por primera vez distinguir los límites entre el gas contenido en las galaxias y el material presente en la red cósmica.

El hallazgo no solo constituye un hito en la observación del Universo, sino que también representa una confirmación empírica de las simulaciones computacionales realizadas en el Instituto Max Planck de Astrofísica. Estas simulaciones predicen la emisión esperada de los filamentos cósmicos según el modelo cosmológico actual. Al comparar la imagen de alta definición del filamento con nuestras simulaciones, encontramos una coincidencia sustancial entre teoría y observación, señala Tornotti.

Filamento red cosmica
Simulación de una vasta región del Universo basada en el modelo cosmológico actual y realizada mediante superordenadores. En la imagen, el tenue resplandor del gas dentro de los filamentos cósmicos, que forman una densa red cósmica, se muestra en blanco. En las intersecciones de estos filamentos, el gas dentro de las galaxias, que alimenta la formación de nuevas estrellas, se resalta en rojo. Crédito: Alejandro Benitez-Llambay / Universität Mailand-Bicocca/MPA

El descubrimiento abre nuevas posibilidades para el estudio de la evolución galáctica y la dinámica del gas intergaláctico. La observación directa de estos filamentos permitirá a los científicos comprender mejor el suministro de gas a las galaxias y cómo este influye en la formación estelar.

Fabrizio Arrigoni Battaia, investigador del Instituto Max Planck y coautor del estudio, subraya la importancia de continuar explorando estas estructuras: Estamos entusiasmados con esta observación de alta definición de un filamento cósmico, pero, como se dice en Baviera: ‘Eine ist keine’ – uno no es suficiente. Por ello, seguimos recopilando más datos para revelar más filamentos y obtener una visión integral de la red cósmica.

Este estudio representa un paso significativo en la comprensión de la arquitectura del Universo y allana el camino para futuras observaciones con tecnologías aún más avanzadas. La posibilidad de analizar con detalle la red cósmica permitirá resolver algunos de los misterios fundamentales sobre la formación de galaxias y la evolución del cosmos.

FUENTES

Max Planck Institute for Astrophysics

Tornotti, D., Fumagalli, M., Fossati, M. et al. High-definition imaging of a filamentary connection between a close quasar pair at z = 3. Nat Astron (2025). doi.org/10.1038/s41550-024-02463-w

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