Los telescopios de la NASA detectan un cúmulo sorprendentemente maduro en el universo temprano
Un nuevo descubrimiento captura el momento cósmico en el que un cúmulo de galaxias, una de las estructuras más grandes del universo, comenzó a formarse tan solo unos mil millones de años después del Big Bang, mil o dos mil millones de años antes de lo que se creía. Este resultado, obtenido con el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el Telescopio Espacial James Webb, llevará a los astrónomos a replantearse cuándo y cómo se formaron las estructuras más grandes del universo. Los hallazgos se describen en un artículo publicado el miércoles en la revista Nature.
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| Esta imagen representa el descubrimiento de lo que podría ser el protocúmulo, o cúmulo de galaxias en desarrollo, más distante jamás encontrado. El recuadro blanco en la versión principal marca el campo de visión de los datos del Observatorio de rayos X Chandra (azul), superpuestos a una imagen infrarroja del Telescopio Espacial James Webb. En conjunto, estos datos revelan la presencia de un cúmulo en formación, llamado JADES-1, tan solo entre uno y dos mil millones de años después del Big Bang. Hasta ahora, la mayoría de las ideas sobre la formación de los cúmulos de galaxias —las estructuras más grandes que se conocen y que se mantienen unidas por la gravedad— predecían que no podrían alcanzar esta etapa hasta unos dos o tres mil millones de años después del origen del universo. Crédito: Rayos X: NASA/CXC/CfA/Á Bogdán; Infrarrojo: NASA/ESA/CSA/STScI; Procesamiento de imágenes: NASA/CXC/SAO/P. Edmonds y L. Frattare |
El objeto, conocido como JADES-ID1 por su ubicación en el Sondeo Extragaláctico Profundo Avanzado del JWST (JADES), tiene una masa de aproximadamente 20 billones de veces la del Sol. Los astrónomos clasifican a JADES-ID1 como un "protocúmulo" porque actualmente se encuentra en una fase temprana y violenta de formación y algún día se convertirá en un cúmulo de galaxias. Sin embargo, JADES-ID1 se encuentra a una distancia mucho mayor —que corresponde a una época mucho más temprana en el universo— de lo que los astrónomos esperaban para tales sistemas, lo que plantea un nuevo misterio sobre cómo pudo formarse tan rápidamente.
“Este podría ser el protocúmulo confirmado más distante jamás observado”, afirmó Akos Bogdan, del Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA), quien dirigió el estudio. “JADES-ID1 nos proporciona nueva evidencia de que el universo tenía una gran prisa por crecer”.
Los cúmulos de galaxias contienen cientos o incluso miles de galaxias individuales inmersas en enormes depósitos de gas sobrecalentado, junto con grandes cantidades de materia oscura invisible. Los astrónomos utilizan los cúmulos de galaxias para medir la expansión del universo y el papel de la energía y la materia oscuras, entre otros importantes estudios cósmicos.
“Es muy importante observar con precisión cuándo y cómo crecen los cúmulos de galaxias”, afirmó el coautor Gerrit Schellenberger, también del CfA. “Es como ver una cadena de montaje fabricando un coche, en lugar de intentar comprender cómo funciona un coche simplemente observando el producto terminado”.
Los datos de Chandra y Webb revelan que JADES-ID1 contiene las dos propiedades que confirman la presencia de un protocúmulo: una gran cantidad de galaxias unidas por la gravedad (Webb detecta al menos 66 miembros potenciales) que, además, se encuentran en una enorme nube de gas caliente (detectada por Chandra). A medida que se forma un cúmulo de galaxias, el gas se precipita hacia el interior y se calienta por ondas de choque, alcanzando temperaturas de millones de grados y brillando en rayos X.
Lo que hace excepcional a JADES-ID1 es su notable aparición en la historia cósmica. La mayoría de los modelos del universo predicen que probablemente no habría suficiente tiempo ni una densidad de galaxias suficiente para que se formara un protocúmulo de este tamaño tan solo mil millones de años después del Big Bang. El récord anterior de un protocúmulo con emisión de rayos X se observó mucho más tarde, unos tres 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 solo mil millones”, dijo el coautor Qiong Li, de la Universidad de Manchester, Reino Unido. “Anteriormente, los astrónomos encontraron galaxias y agujeros negros sorprendentemente grandes poco después del Big Bang, y ahora estamos descubriendo que los cúmulos de galaxias también pueden crecer rápidamente”.
Después de miles de millones de años, JADES-ID1 debería evolucionar desde un protocúmulo a un cúmulo de galaxias masivo como los que vemos mucho más cerca de la Tierra.
Para encontrar JADES-ID1, los astrónomos combinaron observaciones profundas de Chandra y Webb. Por diseño, el campo JADES se superpone con el Campo Profundo Sur de Chandra, el sitio donde se realizó la observación de rayos X más profunda jamás realizada. Este campo es, por lo tanto, uno de los pocos en todo el cielo donde se pudo realizar un descubrimiento como este. En un estudio anterior, un equipo de investigadores dirigido por Li y Conselice encontró otros cinco candidatos a protocúmulo en el campo JADES, pero solo en JADES-ID1 las galaxias están inmersas en gas caliente. Solo JADES-ID1 posee suficiente masa para esperar una señal de rayos X proveniente de gas caliente.
“Descubrimientos como este se logran cuando dos telescopios potentes como Chandra y Webb observan la misma porción del cielo al límite de sus capacidades de observación”, afirmó el coautor Christopher Conselice, también de la Universidad de Manchester. “Un desafío para nosotros ahora es comprender cómo este protocúmulo pudo formarse tan rápidamente”.
El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA, en Huntsville, Alabama, gestiona el programa Chandra. El Centro de Rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsoniano controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.
Para obtener más información sobre Chandra, visita:
https://science.nasa.gov/chandra
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Descripción visual
Esta imagen compuesta muestra lo que podría ser el protocúmulo más distante jamás descubierto; una región del espacio donde un gran número de galaxias jóvenes se mantienen unidas por la gravedad y el gas caliente. La imagen se presenta dos veces: una con anotaciones y otra sin ellas.
La imagen incluye decenas de puntos brillantes y motas de luz, en tonos blancos y dorados, que contrastan con la negrura del espacio. Esta capa de la composición visual proviene de un proyecto de imágenes infrarrojas profundas realizado por el Telescopio Espacial James Webb. Las motas abarcan desde galaxias ovaladas relativamente grandes con brazos espirales perceptibles y esferas brillantes con picos de difracción relucientes, hasta minúsculos puntos de luz distantes. Varios de estos puntos se han rodeado con un círculo en la imagen anotada, ya que forman parte del protocúmulo distante.
En el centro de esta imagen se encuentra una nube azul neón. Esta nube representa el gas caliente de rayos X descubierto por Chandra en la observación de rayos X más profunda jamás realizada. En la imagen anotada, un delgado cuadrado blanco rodea la nube azul. Esto representa el campo de observación de Chandra. Los rayos X del protocúmulo distante ubicado dentro de este recuadro se incluyen en la imagen compuesta.
El protocúmulo, denominado JADES-1, tiene una masa de unos 20 billones de soles. Se encuentra a unos 12.700 millones de años luz de la Tierra, o tan solo mil millones de años después del Big Bang. El descubrimiento de un protocúmulo de este tamaño, en esta época del universo primitivo, llevará a los científicos a reexaminar sus ideas sobre cómo surgieron los cúmulos de galaxias en el universo.
Contacto con los medios de comunicación:
Megan Watzke
Chandra X-ray Center
Cambridge, Mass.
617-496-7998
Centro de Vuelos Espaciales
Joel Wallace
Marshall, Huntsville, Alabama 256-544-0034
Publicado en NASA el 28 de enero del 2026, enlace publicación.
