Hay muchas estructuras increíblemente grandes en nuestro Universo.
Pero cuando se trata de galaxias, dos descubrimientos en los últimos cinco años han dado a la palabra “masiva” un significado completamente nuevo.
Por ejemplo, una de las estructuras de origen galáctico más grandes detectadas por los humanos en ondas de radio: Porphyrion.
Porphyrion, que lleva el nombre del rey de los gigantes de la mitología griega, está a 7.500 millones de años luz de distancia, por lo que no está exactamente en nuestro vecindario galáctico.
Se detectó por primera vez en 2024, cuando los investigadores captaron señales de radio de un par de chorros expulsados por el agujero negro, presumiblemente en el centro de la galaxia.
Esos chorros abarcaron unos incomprensibles 23 millones de años luz (o 7 megaparsecs) de diámetro, saliendo del agujero negro en el centro de la galaxia.
Esa es aproximadamente la distancia de 140 Vías Lácteas apiladas de un extremo a otro.
Dejemos que eso se asimile. 140 galaxias. De punta a punta.
“Porphyrion muestra que las cosas pequeñas y grandes en el Universo están íntimamente conectadas. Estamos viendo un único agujero negro que produce una estructura de una escala similar a la de los filamentos y vacíos cósmicos”, dijo a ScienceAlert el astrónomo Martijn Oei de la Universidad de Leiden en los Países Bajos y Caltech, autor principal del artículo de descubrimiento publicado en Nature, en 2024.
“Si reducimos los chorros al tamaño de la Tierra y el agujero negro en consecuencia, el agujero negro tendría el tamaño de 0,2 milímetros: el tamaño de una ameba o de un ácaro en la piel. Así que estos chorros gigantes son increíbles: son como si una sola ameba fuera capaz de generar una poderosa fuente de energía del tamaño de toda la Tierra”. – Astrónomo Martijn Oei
Los chorros se conocen como “lóbulos galácticos”: estructuras de plasma y gas de alta energía que se extienden mucho más allá del disco visible de una galaxia.
Cuando fue descubierto, Porphyrion se convirtió en la estructura de origen galáctico más grande conocida del Universo.
(Desde entonces, se ha identificado otra radiogalaxia, TXS 0033+252, que abarca 26 millones de años luz, reclamando efectivamente el récord).
En ese momento, Porphyrion tomó el título de otra estructura descubierta por el mismo equipo: Alcyoneus.
Alcyoneus, que acecha a unos 3 mil millones de años luz de distancia, es una radiogalaxia gigante que alcanza 5 megaparsecs en el espacio, o 16,3 millones de años luz de largo.
Ambas estructuras fueron recogidas en datos recopilados por LOw Frequency ARray (LOFAR) en Europa, una red interferométrica que consta de alrededor de 20.000 antenas de radio, distribuidas en 52 ubicaciones de toda Europa.
Sus descubrimientos están proporcionando nuevos conocimientos sobre la evolución y el crecimiento de las galaxias en el Universo temprano y también nos están ayudando a comprender el medio intergaláctico que flota en los vacíos del espacio.
Esto se debe a que todavía no sabemos mucho sobre estas radiogalaxias gigantes.
“Consisten en una galaxia anfitriona (es decir, el cúmulo de estrellas que orbita un núcleo galáctico que contiene un agujero negro supermasivo), así como colosales chorros y lóbulos que brotan del centro galáctico”, escribió Michelle Starr para ScienceAlert en 2022.
Esos chorros y lóbulos interactúan con el medio intergaláctico y de alguna manera actúan como un sincrotrón para acelerar los electrones que producen la emisión de radio.
Si bien el fenómeno es común (incluso la Vía Láctea tiene radiolóbulos), lo que realmente no sabemos bien es por qué, en algunas galaxias, crecen hasta tamaños absolutamente gigantescos, en escalas de megaparsec.
Los chorros de Alcyoneus y Porphyrion en particular presentan varios desafíos.
La primera es que, para generar chorros tan enormes, el agujero negro necesita estar alimentándose continuamente –lo que implica una enorme reserva de material– durante un período de unos mil millones de años.
Eso no es típico, aunque obviamente no es imposible, porque estamos mirando los resultados.
La otra es la longitud de los chorros. El equipo miró hacia atrás 7.500 millones de años para ver Porphyrion, una época en la que el espacio intergaláctico era más denso de lo que es hoy. Cuanto más crece un chorro, más inestable se vuelve. Una vez que se introduce una inestabilidad, el avión debería desmoronarse.
Cómo los chorros de Alcyoneus y Porphyrion permanecieron estables en distancias tan vastas del espacio-tiempo es un misterio continuo.
Pero podrían estar dándonos algunas pistas sobre cómo está estructurado el Universo.
A lo largo de todas las épocas del espacio-tiempo hay una estructura llamada red cósmica: un enorme sistema de filamentos, compuesto de materia oscura que acorrala gravitacionalmente a las galaxias; los centros de cúmulos de galaxias donde se encuentran estos filamentos; y los enormes vacíos entre los filamentos.
La longitud de los chorros de Porphyrion, según los cálculos del equipo, es aproximadamente el 66 por ciento del radio del vacío dentro del cual Porphyrion se encontraba en ese momento.
Como escribió Starr en 2024 para ScienceAlert, esto sugiere que estos megajets podrían estar desempeñando un papel en la configuración de la red cósmica.
Según los investigadores, podrían ser responsables de las temperaturas extrañamente altas detectadas en los vacíos y de las estructuras del campo magnético que se encuentran en ellos. Estos elementos podrían haber sido colocados allí por los chorros.
Esto es especialmente interesante, porque el agujero negro es del tipo que se ve con bastante frecuencia en el Universo temprano. Una idea es que hubo muchos más chorros enormes en el Universo temprano de lo que creemos, desempeñando un papel importante en la escultura de la red cósmica.
Incluso más tarde, cree el equipo de investigación, el cosmos podría estar repleto de galaxias de este tipo.
“Creo que las galaxias con chorros gigantes son más comunes de lo que creemos”, dijo Oei a ScienceAlert.
“Esto se debe a que los sistemas de chorros gigantes se vuelven más difíciles de observar cuando crecen. También son más difíciles de observar en el Universo más distante.
“Así que el número de chorros gigantes detectados en este momento está limitado por nuestras capacidades instrumentales. Una vez que los instrumentos mejoren en los próximos años, espero que se encuentren muchas más galaxias con chorros gigantes”.
De hecho, los estudios en curso del cielo en ondas de radio sugieren que en los datos ya pueden estar acechando estructuras aún más grandes.
Por lo tanto, es posible que el récord de la estructura más grande de origen galáctico no se mantenga por mucho tiempo.
La investigación ha sido publicada en Astronomy & Astrophysics y Nature.
Este artículo fue verificado por Michael Irving y editado por Peter Dockrill. Si bien nos enorgullecemos de nuestro proceso, somos humanos. Si detecta un error, háganoslo saber.