¿Por qué los planos supergalácticos gigantes están llenos principalmente de un solo tipo de galaxia? Este misterio astronómico de larga data puede finalmente resolverse.La Vía Láctea, nuestro hogar cósmico, está ubicada en una vasta extensión de tierra conocida como el Supercúmulo de Galaxias Local. Esta enorme estructura incluye innumerables cúmulos de galaxias gigantes y numerosas galaxias individuales. Los supercúmulos se caracterizan por su configuración en forma de panqueque y tienen casi mil millones de años luz de diámetro, de ahí el nombre de plano supergaláctico.
La mayoría de las galaxias del universo se dividen en dos categorías: la primera son galaxias elípticas, que están compuestas principalmente por estrellas viejas y a menudo contienen agujeros negros centrales extremadamente masivos; las segundas son galaxias activas con discos de formación estelar y una estructura en espiral similar a la Vía Láctea. Estos dos tipos de galaxias también existen en el supercúmulo local, pero mientras el plano supergaláctico está lleno de galaxias elípticas brillantes, hay una notable falta de galaxias de disco brillantes.
La gente conoce la existencia de esta extraña separación de galaxias en nuestro universo desde la década de 1960, y ocupa un lugar destacado en una lista de "anomalías cósmicas" compilada recientemente por Jim Peebles, un famoso cosmólogo y ganador del Premio Nobel de 2019.
Ahora, un equipo internacional dirigido por los astrofísicos de la Universidad de Helsinki Till Sawala y Peter Johansson parece haber encontrado una explicación. En un artículo publicado en Nature Astronomy, muestran cómo las diferentes distribuciones de galaxias elípticas y de disco surgen de forma natural debido a diferentes entornos dentro y fuera del plano supergaláctico.
"En los densos cúmulos de galaxias en el plano supergaláctico, las galaxias interactúan y se fusionan con frecuencia, formando galaxias elípticas y agujeros negros supermasivos en crecimiento. Por el contrario, las galaxias alejadas del plano supergaláctico pueden evolucionar en ambientes relativamente aislados, lo que les ayuda a mantener su estructura espiral", dijo Tiel-Zavala.
En su trabajo, el equipo aprovechó la simulación SIBELIUS (Simulación más allá del universo local), que rastrea la evolución del universo desde sus inicios hasta el presente, hace 13.800 millones de años. Se ejecuta en supercomputadoras del Reino Unido y en la supercomputadora CSCMahti de Finlandia.
Si bien la mayoría de simulaciones similares consideran porciones aleatorias del universo y no pueden compararse directamente con las observaciones, las simulaciones de SIBELIUS tienen como objetivo reproducir con precisión las estructuras observadas, incluidos los supercúmulos locales. Los resultados finales de la simulación fueron sorprendentemente consistentes con las observaciones.
"En diciembre pasado, por casualidad, me invitaron a asistir a un simposio en memoria de Jim Peebles, donde presentó este problema. Me di cuenta de que habíamos completado una simulación que podría contener la respuesta", comentó Till Sawala. "Nuestro estudio muestra que los mecanismos conocidos de la evolución de las galaxias también operan en este entorno cósmico único".
Junto al Departamento de Física, en el campus Kunpra de la Universidad de Helsinki, hay una gran estatua que muestra la distribución de las galaxias en el supercúmulo local. La estatua fue inaugurada hace 20 años por el cosmólogo británico Carlos Frenk, coautor del nuevo estudio. "
"La distribución de galaxias en el supercúmulo local es ciertamente notable. Pero esto no es una anomalía. Nuestros resultados muestran que nuestro modelo estándar de materia oscura es capaz de producir la estructura más notable del universo", dijo Frenck sobre los nuevos resultados.
Referencia: "La diferente distribución de galaxias elípticas y galaxias de disco en el supercúmulo local es una predicción de ΛCDM", en coautoría con Till Sawala, Carlos Frenk, Jens Jasche, Peter H. Johansson y Guilhem Lavaux, 20 de noviembre de 2023, "Naturaleza - Astronomía".
DOI:10.1038/s41550-023-02130-6
Fuente compilada: ScitechDaily