Los astrónomos han desvelado un mapa tridimensional del universo primitivo con un nivel de detalle sin precedentes, que revela una vasta red de luz tenue y gas entre galaxias que ha permanecido prácticamente invisible en estudios anteriores. Este avance, logrado utilizando datos del Experimento de Energía Oscura del Telescopio Hobby-Eberly (HETDEX), ofrece una nueva perspectiva sobre el período de formación del universo, conocido como “mediodía cósmico”, cuando la formación estelar alcanzó su punto máximo hace aproximadamente entre 9 y 11 mil millones de años.
Mapeando el “Mar de Luz”
El mapa no sólo muestra galaxias (las “ciudades” brillantes del cosmos), sino también el brillo difuso del gas hidrógeno y galaxias más pequeñas y más tenues que se encuentran en los espacios entre ellas. Esto es significativo porque estudios anteriores se centraron en gran medida en catalogar galaxias brillantes individuales, omitiendo un componente crítico de la estructura del universo temprano. Como explicó la autora principal Maja Luján Niemeyer: “Hay todo un mar de luz en los espacios aparentemente vacíos intermedios”.
Este “mar de luz” es creado por la radiación Lyman-alfa, emitida cuando los átomos de hidrógeno son energizados por estrellas jóvenes y calientes. Es una firma característica de la intensa formación estelar, lo que la convierte en un indicador clave de la actividad galáctica durante esta época crucial. El coautor del estudio, Robin Ciardullo, señala que esta técnica les ha permitido localizar galaxias débiles y nubes de gas previamente desconocidas.
Mapeo de intensidad de líneas: un nuevo enfoque de la cartografía cósmica
Los investigadores utilizaron una técnica llamada Line Intensity Mapping (LIM) para crear el mapa. A diferencia de los métodos tradicionales que identifican las galaxias una por una, LIM mide la luz combinada de la longitud de onda Lyman-alfa del hidrógeno en vastas regiones del cielo. Esto les permite rastrear no sólo galaxias brillantes sino también el gas difuso que las rodea y conecta, lo que da como resultado un “mapa de calor” de iluminación cósmica.
El mapa se construyó a partir de un enorme conjunto de datos de más de 600 millones de espectros recopilados por HETDEX, originalmente diseñado para medir la expansión del universo e investigar la energía oscura. Al reutilizar este archivo y aprovechar las supercomputadoras con programación personalizada, el equipo reconstruyó una vista 3D de la distribución del hidrógeno en un volumen cósmico masivo. La gravedad hace que la materia se acumule, por lo que el equipo utilizó las posiciones de galaxias conocidas para interpretar el brillo más tenue del fondo, revelando estructuras previamente indetectables.
Implicaciones para comprender la formación de galaxias
Al trazar mapas del hidrógeno durante la era de formación estelar más activa del universo, los astrónomos ahora tienen una idea más clara de cómo las galaxias acumularon gas, formaron estrellas y se ensamblaron en las estructuras a gran escala que observamos hoy. La investigación sugiere que los futuros estudios cósmicos pueden depender cada vez más del mapeo de intensidad para revelar no sólo los objetos más brillantes del universo, sino también el marco brillante completo que los une.
Este estudio marca un primer paso emocionante en el uso del mapeo de intensidad para comprender la formación y evolución de las galaxias, según la coautora Caryl Gronwall. La combinación de telescopios avanzados como el Telescopio Hobby-Eberly con nuevos instrumentos complementarios está allanando el camino para una era dorada del mapeo cósmico, prometiendo conocimientos más profundos sobre los orígenes y la evolución del universo.
