Descubrimiento de un 'mini halo' sugiere cómo se formó el universo primitivo
26 de junio de 2025
por la Universidad de Montreal
editado por Sadie Harley, revisado por Andrew Zinin
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Los astrónomos han descubierto una vasta nube de partículas energéticas, un 'mini halo', que rodea uno de los cúmulos de galaxias más distantes jamás observados, marcando un gran avance en la comprensión de las fuerzas ocultas que dan forma al cosmos.
El mini-halo está a una distancia tan grande que la luz tarda 10 mil millones de años en llegar a la Tierra, convirtiéndolo en el más distante jamás encontrado, duplicando la distancia previamente conocida por la ciencia.
El descubrimiento demuestra que los cúmulos enteros de galaxias, entre las estructuras más grandes del universo, han estado inmersos en partículas de alta energía durante la mayor parte de su existencia.
Este mini-halo consiste en partículas altamente energéticas y cargadas en el vacío entre galaxias en un cúmulo, que juntas emiten ondas de radio que pueden ser detectadas desde la Tierra.
Publicado en The Astrophysical Journal Letters, los hallazgos muestran que incluso en el universo temprano, los cúmulos de galaxias ya estaban siendo moldeados por procesos energéticos.
El equipo internacional de investigadores detrás del descubrimiento fue co-dirigido por Julie Hlavacek-Larrondo de la Université de Montréal y Roland Timmerman del Institute for Computational Cosmology de la Universidad de Durham, en el Reino Unido.
Los investigadores analizaron datos del telescopio de radio de Baja Frecuencia (LOFAR), una vasta red de más de 100,000 pequeñas antenas que abarca ocho países europeos.
Mientras estudiaban un cúmulo de galaxias llamado SpARCS1049, los investigadores detectaron una señal de radio débil y extensa. Descubrieron que no provenía de galaxias individuales, sino de una vasta región del espacio llena de partículas de alta energía y campos magnéticos.
Extendiéndose más de un millón de años luz, este brillo difuso es una señal reveladora de un mini-halo, una estructura que los astrónomos solo han podido observar en el universo cercano hasta ahora.
'Es como si hubiéramos descubierto un vasto océano cósmico, donde los cúmulos de galaxias están constantemente sumergidos en partículas de alta energía', dijo Hlavacek-Larrondo.
Timmerman añadió: 'Es asombroso encontrar una señal de radio tan fuerte a esta distancia. Significa que estas partículas energéticas y los procesos que las crean han estado dando forma a los cúmulos de galaxias durante casi toda la historia del universo'.
Hay dos explicaciones probables detrás de la formación del mini-halo.
Una es que hay agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias dentro de un cúmulo que pueden expulsar chorros de partículas de alta energía al espacio. Sin embargo, los astrónomos aún están tratando de entender cómo estas partículas serían capaces de migrar lejos del agujero negro para crear una nube tan gigantesca de partículas, manteniendo al mismo tiempo tanta energía.
La segunda explicación son las colisiones de partículas cósmicas. Esto ocurre cuando las partículas cargadas dentro del plasma caliente del cúmulo de galaxias chocan a velocidades cercanas a la velocidad de la luz, dividiéndose en las partículas altamente energéticas que pueden ser observadas desde la Tierra.
Este nuevo descubrimiento proporciona una visión rara de cómo eran los cúmulos de galaxias justo después de formarse, dicen los astrónomos.
No solo muestra que los cúmulos de galaxias han estado impregnados con estas partículas de alta energía durante miles de millones de años más de lo que se conocía anteriormente, sino que también permite a los astrónomos estudiar de dónde provienen estas partículas de alta energía.
Indica que los agujeros negros y/o las colisiones de partículas de alta energía han estado enriqueciendo el entorno de los cúmulos de galaxias mucho antes de lo esperado, manteniéndolos energizados durante miles de millones de años.
Con el desarrollo de nuevos telescopios, como el Square Kilometer Array (SKA), los científicos podrán detectar señales aún más débiles y explorar más a fondo el papel de los campos magnéticos, los rayos cósmicos y los procesos energéticos en la formación del universo, dicen los astrónomos.
'Apenas estamos comenzando a comprender cuán energético era realmente el universo temprano,' dijo Hlavacek-Larrondo. 'Este descubrimiento nos brinda una nueva ventana para entender cómo crecen y evolucionan los cúmulos de galaxias, impulsados tanto por los agujeros negros como por la física de partículas de alta energía.'
Más información: Un mini-halo de radio en un masivo cúmulo de galaxias de núcleo frío en z = 1.709, The Astrophysical Journal Letters (2025). En Arxiv: doi.org/10.48550/arXiv.2506.19901
Información del diario: Astrophysical Journal Letters , arXiv
Proporcionado por Universidad de Montreal
