El Telescopio Espacial James Webb (JWST) y el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA han detectado el cúmulo de galaxias más distante y de formación más temprana jamás observado, retrasando la línea de tiempo de la rapidez con la que se ensamblaron grandes estructuras cósmicas en el universo primitivo. Apodado JADES-ID1, este “protocúmulo” se estaba formando activamente apenas mil millones de años después del Big Bang, lo que significa que su luz tardó 12,7 mil millones de años en llegar a la Tierra. Este descubrimiento desafía los modelos cosmológicos existentes y plantea interrogantes sobre el rápido crecimiento de los cúmulos de galaxias en el universo infantil.
La velocidad inesperada del ensamblaje cósmico
Observaciones anteriores sugirieron que estructuras tan masivas no podrían haberse formado tan temprano. El registro anterior de un protocúmulo fue de unos 3 mil millones de años después del Big Bang; JADES-ID1 parece haber comenzado a fusionarse dos mil millones de años antes. Esto implica que el universo puede haber acelerado la formación de cúmulos de galaxias a un ritmo más rápido de lo que se pensaba anteriormente.
¿Por qué es importante esto? Los cúmulos de galaxias son los objetos gravitacionalmente más grandes del cosmos y contienen miles de galaxias, gas caliente y la misteriosa materia oscura que domina su estructura. Comprender cuándo y cómo se forman es crucial para perfeccionar nuestros modelos de distribución de la materia oscura y la tasa de expansión del universo.
Cómo se hizo el descubrimiento
La detección de JADES-ID1 se basa en un enfoque combinado: JWST identificó densos grupos de galaxias unidas por la gravedad, mientras que las observaciones de rayos X de Chandra revelaron una enorme nube de gas sobrecalentado cayendo dentro del cúmulo naciente. A medida que el gas colapsa bajo la gravedad, se calienta intensamente y emite rayos X detectables. Esta firma dual confirma la etapa temprana de formación del cúmulo.
“Es como ver una cadena de montaje fabricar un automóvil, en lugar de simplemente intentar descubrir cómo funciona un automóvil observando el producto terminado”, explica Gerrit Schellenberger del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian (CfA). Esta observación proporciona una visión directa de los componentes básicos del universo, en lugar de inferir su formación a partir de estructuras maduras.
Implicaciones para la cosmología
El rápido desarrollo de JADES-ID1 sugiere que el universo primitivo tenía “una enorme prisa por crecer”, según Akos Bogdan, el líder del equipo. Este hallazgo se suma a un creciente cuerpo de evidencia que indica que las grandes galaxias y los agujeros negros supermasivos también aparecieron sorprendentemente temprano en la historia cósmica. Los modelos actuales pueden subestimar la eficiencia de la formación de estructuras en los primeros mil millones de años después del Big Bang.
“Pensábamos que encontraríamos un protocúmulo como este dos o tres mil millones de años después del Big Bang, no sólo mil millones”, afirma Qiong Li, investigador de la Universidad de Manchester.
Durante los próximos miles de millones de años, JADES-ID1 evolucionará hasta convertirse en un cúmulo de galaxias completamente formado similar a los observados hoy. Sin embargo, su existencia temprana obliga a los científicos a reconsiderar la velocidad y los mecanismos del ensamblaje cósmico en el universo antiguo.
Este descubrimiento marca un importante paso adelante en nuestra comprensión de las primeras etapas del universo, destacando la necesidad de continuar con observaciones de alta resolución para perfeccionar nuestros modelos cosmológicos.
