Según Dominique Eckert, de la Universidad de Ginebra y autor principal del artículo que presenta estos resultados, “nos encontramos ante un descubrimiento totalmente inesperado, pero muy gratificante”.

Las galaxias tienden a agruparse formando grandes aglomerados conocidos como cúmulos, que son las estructuras cósmicas más grandes cohesionadas por la fuerza de la gravedad, dentro de las cuales hay galaxias, gas caliente y una gran cantidad de materia oscura.

A gran escala, las galaxias y los cúmulos parecen estar enlazados por una gigantesca red de filamentos cósmicos, en cuyos nudos de mayor densidad se sitúan las estructuras más masivas.

Publicado en la revista 'Nature', el trabajo se basa en las observaciones de Abell 2744, un objeto que se conoce como el ‘Cúmulo de Pandora’ debido a su compleja y enmarañada estructura y que agrupa al menos a otros cuatro cúmulos de menor tamaño en proceso de fusión.

De acuerdo con Norbert Schartel, científico del proyecto 'XMM-Newton' para la ESA, “los filamentos que fluyen hacia Abell 2744 revelan una acumulación de la red cósmica en uno de los lugares más concurridos del Universo conocido, un descubrimiento fundamental para comprender mejor el proceso de formación de las galaxias y los cúmulos”.

“Sabíamos que Abell 2744 era un cúmulo increíblemente masivo con una intensa actividad en su núcleo, y descubrir que presenta una conexión directa con la red cósmica respalda nuestras teorías sobre cómo se formaron las estructuras del Universo”, detalló Eckert.

Tras analizar los datos recogidos sobre este objeto por 'XMM-Newton' durante 30 horas de observación en diciembre de 2014, los astrónomos han detectado cinco grandes estructuras de gas caliente que parecen estar conectadas con el núcleo de Abell 2744, y al comparar estos datos en la banda de los rayos X con observaciones ópticas se pudieron identificar las galaxias que pertenecen a cada uno de los filamentos. De esta forma se descubrió que tres de ellos están físicamente conectados con el cúmulo, mientras que los otros dos se encuentran en un segundo plano.

ESTUDIO DEL GAS

Igual que el cúmulo de galaxias, los filamentos también contienen una gran cantidad de materia oscura, y los astrónomos han sido capaces de simular su distribución al estudiar el efecto de ‘lente gravitacional’ que ejerce sobre galaxias más remotas.

“Empezamos estudiando el núcleo interior de Abell 2744 con el Telescopio Espacial Hubble, con la intención de utilizarlo como una potente lupa y así poder detectar galaxias más remotas demasiado tenues para ser observadas directamente”, explicó Mathilde Jauzac, de la Universidad de Durham (Reino Unido) y coautora de este estudio.

“Al descubrir la presencia de gas en estos filamentos decidimos estudiar también el efecto de lente en las afueras del núcleo”, prosiguió, “donde los objetos en segundo plano sufren una distorsión mucho menor pero todavía suficiente como para analizar la distribución de la materia oscura”.

La combinación de las observaciones realizadas en diferentes longitudes de onda puso de manifiesto cómo se relacionan entre sí los distintos elementos que habitan en el entorno de Abell 2744.

Gracias a los datos recogidos con los rayos X, los astrónomos fueron capaces de medir la densidad y la temperatura del gas, y de comparar estos resultados con las predicciones teóricas.

Los filamentos contienen gas a una temperatura de entre 10 y 20 millones de grados centígrados, mucho más fría que el gas en el centro del cúmulo que puede alcanzar los 100 millones de grados, pero un poco más caliente que el resto de la red cósmica, que presentaría una temperatura de varios millones de grados. El gas y las galaxias en el interior de los filamentos representan aproximadamente la décima parte de su masa total, mientras que el resto lo compone la materia oscura, algo que también concuerda con los modelos teóricos.

“Lo que hemos observado es una configuración muy particular de filamentos de alta densidad cerca de un cúmulo excepcionalmente masivo. Necesitamos analizar una muestra mucho mayor de filamentos menos densos para analizar la naturaleza de la red cósmica”, concluyó Eckert.

Para poder llevar a cabo un estudio más detallado, los astrónomos tendrán que esperar al futuro telescopio de rayos X de la ESA, 'Athena', cuyo lanzamiento está previsto para el año 2028.