En la vasta extensión del cosmos, un misterio un tanto peculiar (de los muchos que aún aguarda nuestro universo), ha intrigado a los astrónomos durante años: el curioso caso de las galaxias espirales desaparecidas en el Plano Supergaláctico. Hay muy, muy pocas galaxias con brazos espirales. Son notoriamente escasas realmente. ¿Por qué? Antes de responder inmediatamente a esta pregunta tenemos que preguntarnos, ¿qué es exactamente esta estructura cósmica llamada Plano Supergaláctico?
Una parte del Universo Local
Es un plano imaginario del universo que pasa por el Cúmulo de Virgo, el Gran Atractor y muchos otros cúmulos de galaxias. Se trata de una estructura gigantesca y aplanada en el universo que contiene formaciones cósmicas muy masivas. Es una alineación de estructuras a gran escala, que se extiende por casi 1.000 millones de años luz e incluye, lógicamente, a nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Si bien fue identificada por primera vez a mediados del siglo XX, cuando los astrónomos identificaron una distribución o concentración anómala de galaxias en un amplio camino a través del cielo, este descubrimiento, aparte de allanar nuestra comprensión de la estructura a gran escala del cosmos, planteó una duda irresoluta hasta ahora.
Las galaxias espirales se caracterizan por tener discos planos y giratorios de estrellas y gas, con un abultamiento central rodeado de brazos espirales. Suelen ser sitios de formación estelar robusta, lo que las hace cruciales para nuestra comprensión de la evolución galáctica. Sin embargo, dentro del plano supergaláctico parece haber un déficit de galaxias espirales. ¿Por qué faltan galaxias espirales en esta región del universo local?
Existían varias hipótesis: que en ambientes densos, las interacciones gravitacionales entre galaxias pueden alterar sus estructuras, lo que lleva a la transformación de galaxias espirales en galaxias elípticas que, a medida que una galaxia se mueve a través de un medio intergaláctico denso, la presión podría eliminar el gas de la galaxia, cerrando la formación de estrellas y provocando que la galaxia pierda su estructura espiral o la explicación de la estrangulación, un proceso que implica el corte gradual del suministro de gas a una galaxia, sofocando la creación de nuevas estrellas y potencialmente conduciendo a la pérdida de la estructura espiral.
¿Cuál de las tres -o ninguna- era la válida? Los científicos no tenían respuesta concreta a este enigma o, al menos, la razón exacta detrás de este misterio seguía siendo un tema de discusión en curso en la comunidad astronómica. Hasta ahora.
Pocas galaxias con brazos espirales
Ahora, un equipo internacional de científicos, codirigido por la Universidad de Durham, Reino Unido, y la Universidad de Helsinki, Finlandia, da la clave al enigma: estas diferentes distribuciones de galaxias elípticas y de disco surgen naturalmente debido a los ambientes contrastantes que se encuentran dentro y fuera del Plano Supergaláctico.
Los expertos explican que las galaxias que se encuentra dentro de los densos cúmulos de galaxias del Plano Supergaláctico, las galaxias no paran de experimentar fusiones y otro tipo de interacciones con otras galaxias, lo que hace que las galaxias espirales acaben transformadas en galaxias elípticas (sin brazos espirales) y esto, a su vez, provoca el crecimiento de agujeros negros supermasivos. Si estas galaxias se encuentran, por el contrario, fuera de lo que se conoce como el Plano Supergaláctico, es bastante más habitual que conserven su forma con brazos espirales y evolucionen de forma natural en su forma espiral, gracias a ese relativo aislamiento.
¿Cómo lo han descubierto?
Los investigadores emplearon la simulación informática con el programa SIBELIUS (Simulaciones más allá del universo local) a través del superordenador Cosmology Machine (COSMA 8), alojada en el Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham en nombre de la instalación de Computación de Alto Rendimiento DiRAC del Reino Unido y en el superordenador Mahti de CSC en Finlandia.
Dicha simulación rastreó la evolución del universo desde sus primeras etapas hasta la actualidad, con una duración de 13.800 millones de años. La salvedad respecto a la mayoría de las simulaciones cosmológicas que generalmente exploran partes aleatorias del cosmos, es que SIBELIUS busca una replicación precisa de las estructuras observables, lo que permite a los astrónomos recopilar observaciones que casi coinciden con las que se han obtenido a través de los telescopios como James Webb.
«La distribución de galaxias en el plano supergaláctico es realmente notable. Es raro, pero no una anomalía completa: nuestra simulación revela los detalles íntimos de la formación de galaxias, como la transformación de espirales en elípticas a través de fusiones de galaxias. Además, la simulación muestra que nuestro modelo estándar del universo, basado en la idea de que la mayor parte de su masa es materia oscura fría, puede reproducir las estructuras más notables del universo, incluida la espectacular estructura de la que forma parte la Vía Láctea», explica Carlos Frenk, profesor de Física Fundamental de Ogden en el Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham y coautor del trabajo que publica la revista Nature Astronomy.
Los hallazgos del estudio representan un paso adelante en la comprensión de la intrincada interacción de fuerzas que dan forma a la estructura a gran escala de nuestro universo.
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