¿Es posible comprender el universo sin comprender las estructuras más grandes que residen en él? En principio, no es probable.
En términos prácticos? Definitivamente no. Los objetos extremadamente grandes pueden distorsionar nuestra comprensión del cosmos.
Los astrónomos han encontrado la estructura más grande del universo hasta ahora, llamada Quipu después de un sistema de medición inca. Contiene un impactante 200 billones de masas solares.
La astronomía es un esfuerzo donde los números extremadamente grandes son parte del discurso diario. Pero incluso en la astronomía, 200 billones son un número tan grande que rara vez se encuentra.
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Y si la masa extremadamente grande de Quipu no atrae la atención, su tamaño seguramente lo hace. El objeto, llamado superestructura, tiene más de 400 megaparsecs de largo. Eso es más de 1.300 millones de años luz.
Una estructura que grande simplemente tiene que afectar su entorno, y comprender esos efectos es fundamental para comprender el cosmos. Según una nueva investigación, estudiar Quipu y otras superestructuras puede ayudarnos a comprender cómo evolucionan las galaxias, ayudarnos a mejorar nuestros modelos cosmológicos y mejorar la precisión de nuestras mediciones cosmológicas.
La investigación, titulada “Revelando las estructuras más grandes del universo cercano: descubrimiento de la superestructura de Quipu,“ha sido aceptado para su publicación en la revista Astronomía y astrofísica. Hans Bohringer del Instituto Max Planck es el autor principal.
“Para una determinación precisa de los parámetros cosmológicos, necesitamos comprender los efectos de la estructura local a gran escala del universo en las mediciones”, escriben los autores.
“Incluyen modificaciones del fondo de microondas cósmicodistorsiones de imágenes de cielo mediante lentes gravitacionales a gran escala y la influencia de los movimientos de transmisión a gran escala en las medidas de la Hubble constante“
Las superestructuras son estructuras extremadamente grandes que contienen grupos de grupos de galaxias y superclusters. Son tan masivos que desafían nuestra comprensión de cómo evolucionó nuestro universo. Algunos de ellos son tan masivos que rompen nuestros modelos de evolución cosmológica.
Quipu es la estructura más grande que hemos encontrado en el universo. IT y las otras cuatro superestructuras que encontraron los investigadores contienen el 45 por ciento de los grupos de galaxias, el 30 por ciento de las galaxias, el 25 por ciento de la materia y ocupan una fracción de volumen del 13 por ciento.
La siguiente imagen ayuda a explicar por qué lo llamaron Quipu. Quipu son dispositivos de grabación hechos de cables anudados, donde los nudos contienen información basada en el color, el orden y el número.
“Esta opinión da la mejor impresión de la superestructura como un filamento largo con filamentos laterales pequeños, lo que inició el nombre de Quipu”, explican los autores en su artículo.
En su trabajo, Bohringer y sus cointerrumpios encontraron Quipu y otras cuatro superestructuras dentro de un rango de distancia de 130 a 250 MPC. Utilizaron grupos de galaxia de rayos X para identificar y analizar las superestructuras en su estructura cósmica a gran escala en la encuesta de rayos X (classix).
Los grupos de galaxias de rayos X pueden contener miles de galaxias y muchos gas intracluster muy caliente que emite radiografías. Estas emisiones son la clave para mapear la masa de las superestructuras. Los rayos X trazan las regiones más densas de la concentración de la materia y la web cósmica subyacente. Las emisiones son como señales para identificar superestructuras.
Los autores señalan que “la diferencia en la densidad de la galaxia alrededor de los grupos de campo y los miembros de las superestructuras es notable”. Esto podría deberse a que los grupos de campo están poblados con grupos menos masivos que los de la superestructura en lugar de porque los grupos de campo tienen una densidad de galaxia más baja.
Independientemente de las razones, la masa de estas superestructuras ejerce una enorme influencia en nuestro intento de observar, medir y comprender el cosmos. “Estas grandes estructuras dejan su impronta en las observaciones cosmológicas”, escriben los autores.
Las superestructuras dejan una impronta en el Fondo de microondas cósmico (CMB), que es radiación de reliquias del Big Bang y evidencia clave que lo respalda. Las propiedades del CMB coinciden con nuestras predicciones teóricas con precisión casi quirúrgica.
La gravedad de las superestructuras altera el CMB a medida que los pasa de acuerdo con el Efecto integrado de Sachs-Wolfe (ISW)produciendo fluctuaciones en el CMB. Estas fluctuaciones son artefactos en primer plano que son difíciles de filtrar, introduciendo la interferencia en nuestra comprensión de la CMB y, por lo tanto, el Big Bang.
Las superestructuras también pueden afectar las mediciones de la Hubble constanteun valor fundamental en la cosmología que describe qué tan rápido se está expandiendo el universo. Si bien las galaxias se están separando más debido a la expansión, también tienen velocidades locales, llamadas velocidades peculiares o movimientos de transmisión.
Estos deben separarse de la expansión para comprender claramente la expansión. La gran masa de estas superestructuras influye en estos movimientos de transmisión y distorsiona nuestras medidas de la constante del Hubble.
La investigación también señala que estas estructuras masivas pueden alterar y distorsionar nuestras imágenes del cielo a través de la lente gravitacional a gran escala. Esto puede introducir errores en nuestras medidas.
Por otro lado, las simulaciones del lambda CDM producen superestructuras como Quipu y los otros cuatro. Lambda cdm es nuestro modelo estándar de la cosmología de Big Bang y representa gran parte de lo que vemos en el universo, como su estructura a gran escala.
“Encontramos superestructuras con propiedades similares en simulaciones basadas en modelos de cosmología Lambda-CDM”, escriben los autores.
Está claro que estas superestructuras son críticas para comprender el universo. Mantienen una porción significativa de su asunto y afectan su entorno de manera fundamental. Se necesita más investigación para comprenderlos y su influencia.
“La investigación de seguimiento interesante sobre nuestros hallazgos incluye, por ejemplo, estudios sobre la influencia de estos entornos en la población y la evolución de la galaxia”, escriben los autores en su conclusión.
Según el estudio, estas superestructuras no persistirán para siempre. “En la futura evolución cósmica, estas superestructuras están destinadas a dividirse en varias unidades colapsantes. Por lo tanto, son configuraciones transitorias”, explican Bohringer y sus coinstalantes.
“Pero en la actualidad, son entidades físicas especiales con propiedades características y entornos cósmicos especiales que merecen atención especial”.
Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. Leer el artículo original.
Una versión anterior de este artículo se publicó en febrero de 2025.