Los astrónomos han utilizado el telescopio espacial James Webb para crear el mapa más detallado hasta el momento de la red cósmica, la enorme estructura que conecta todas las galaxias del universo. Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de California en Riverside rastreó esta enorme red hasta su estado inicial, cuando el universo tenía sólo unos mil millones de años.
La red cósmica es el marco esquelético gigante del universo, compuesto por enormes estructuras similares a fibras y estructuras en forma de láminas hechas de materia oscura y gas, que rodean enormes regiones del espacio cercano llamadas "vacíos". Juntas, estas estructuras forman la arquitectura a gran escala del universo, conectando galaxias y cúmulos de galaxias a lo largo de grandes distancias. Los resultados de la investigación se publicaron en el Astrophysical Journal y se basan en COSMOS-Web, el proyecto de estudio del cielo más grande en la historia del telescopio Webb. Los científicos utilizaron los datos de la encuesta para estudiar cómo se formaron y evolucionaron las galaxias en esta red interconectada, que abarca 13.700 millones de años de historia cósmica.
Desde su lanzamiento en 2021, el Telescopio Webb ha revolucionado la investigación astronómica con su excepcional sensibilidad y claridad de imagen. Sus instrumentos infrarrojos pueden detectar galaxias débiles y distantes que eran invisibles para los primeros telescopios, lo que permite a los científicos remontarse a épocas anteriores del universo y observar a través de las nubes de polvo cósmico. Para aprovechar al máximo estas capacidades, un equipo internacional desarrolló el proyecto COSMOS-Web, el mayor programa de observadores universales seleccionado para el telescopio Webb. El estudio cubre un área continua del cielo aproximadamente del tamaño de tres lunas llenas y está diseñado específicamente para mapear la red cósmica.
"El telescopio Webb revolucionó nuestra comprensión del universo, y COSMOS-Web fue diseñado desde el principio para proporcionar las vistas amplias y profundas que necesitamos para observar la red cósmica", dijo el primer autor Hossein Khatamniya, estudiante de posgrado en UC Riverside y el Observatorio Carnegie. Por primera vez, es posible estudiar la evolución de las galaxias en cúmulos de galaxias y estructuras similares a fibras a lo largo del tiempo cósmico, desde el nacimiento del universo hace mil millones de años hasta el universo cercano. "El llamado universo cercano se refiere al área dentro de aproximadamente mil millones de años luz de la Tierra, y 1 año luz equivale aproximadamente a 5,88 billones de millas, que se utiliza para medir la distancia que recorre la luz en un año".
Bahram Mobaser, distinguido profesor de física y astronomía en la Universidad de California en Riverside y mentor de Khatamniya, dijo que los nuevos datos de Webb proporcionan una visión más detallada de la estructura cósmica a gran escala que las observaciones anteriores del Telescopio Espacial Hubble. La comparación de los dos conjuntos de datos revela que muchas estructuras que alguna vez estuvieron borrosas ahora pueden separarse claramente y estudiarse con mayor detalle. "Las mejoras en profundidad y resolución son realmente significativas", afirmó Maubasel. "Ahora podemos ver la red cósmica cuando el universo tenía sólo unos pocos cientos de millones de años, una era que era en gran medida inaccesible antes del telescopio Webb. Lo que solía parecer una sola estructura ahora se resuelve en muchas estructuras, y los detalles que antes estaban suavizados ahora son claramente visibles".
Khatamniya explicó que esta mejora es el resultado de la combinación de dos ventajas clave del telescopio Webb. "Este telescopio detecta muchas más galaxias débiles en la misma zona del cielo y las distancias a estas galaxias se miden con mucha más precisión", afirmó. "De este modo, cada galaxia puede situarse en el intervalo correcto de tiempo cósmico, aumentando así la resolución del mapa".
Continuando con la tradición de ciencia abierta del proyecto COSMOS, el equipo de investigación está publicando mapas estructurales a gran escala. "El proceso de procesamiento de datos utilizado para construir el mapa, un catálogo de estrellas de 164.000 galaxias y sus densidades cósmicas, y vídeos que muestran la evolución de la red cósmica a lo largo de miles de millones de años están todos disponibles para el público", afirmó Maubasel. En la investigación también participaron científicos de Estados Unidos, Dinamarca, Chile, Francia, Finlandia, Suiza, Japón, China, Alemania e Italia, y contó con financiación del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea.