Astrónomos descubren el objeto más grande del Universo y lo nombran en honor a los Incas

Su identificación se logró mediante el uso de rayos X y es la estructura más grande descubierta hasta la fecha, contiene alrededor del 30 % de las galaxias y 25 % de la materia del universo.

Concepción artística e imagen de la estructura real. Fuente: ChatGPT + arXiv

Quipu es una superestructura colosal de galaxias y cúmulos interconectados que se extiende por más de 1.3 mil millones de años luz, lo que la convierte en la estructura más grande jamás detectada en el Universo. Esta red cósmica sigue un patrón de ramificación similar al de un quipu inca, de ahí su nombre.

Esta estructura no es un objeto sólido, sino una concentración de galaxias unidas por la gravedad y la interacción cósmica. El hallazgo fue posible gracias a un enfoque innovador en la observación del universo a gran escala, utilizando datos de rayos X del satélite ROSAT y un algoritmo de detección llamado "amigos de amigos".

Las implicaciones de Quipu son vastas y profundas. En primer lugar, su descubrimiento desafía nuestra comprensión de la formación y evolución de las estructuras a gran escala en el universo pues contiene aproximadamente el 45 % de los cúmulos de galaxias, el 30 % de las galaxias conocidas y el 25 % de la materia total en esta región del cosmos.

Además, su configuración única podría estar dejando huellas detectables en el fondo cósmico de microondas y en la materia oscura. Lo que sugiere que superestructuras como Quipu podrían tener un impacto en las mediciones cosmológicas fundamentales, como la constante de Hubble y el fondo cósmico de microondas.

Tamaño y comparación con el Universo

Quipu es una estructura verdaderamente colosal, con una longitud de más de 1.3 mil millones de años luz y una masa estimada de 200 cuatrillones de veces la del Sol. Para poner esto en perspectiva, Quipu es 13,000 veces más larga que la Vía Láctea.

Esta superestructura contiene una fracción significativa de la materia y las galaxias del universo observable, lo que la convierte en una de las principales componentes del cosmos. En comparación, otras superestructuras conocidas, como el supercúmulo Shapley y la Gran Muralla Sloan, son significativamente más pequeñas.

Su descubrimiento tiene importantes implicaciones para la cosmología. Su existencia sugiere que las estructuras a gran escala pueden ser más grandes y más complejas de lo que se pensaba anteriormente. Lo que implicará revisiones en los modelos actuales de formación del universo y de la distribución de materia y energía oscuras.

Además, su influencia en el fondo cósmico de microondas y en las mediciones de la constante de Hubble podría proporcionar nuevas pistas sobre la naturaleza de la energía oscura y la expansión acelerada del Universo. Para esto, necesitamos entender el Efecto Sachs-Wolfe.

El efecto Sachs-Wolfe y la Cosmología ΛCDM

Es un fenómeno en cosmología que describe cómo las variaciones en la gravedad de las grandes estructuras del universo afectan la temperatura del fondo cósmico de microondas (CMB) y se divide en dos partes.

El efecto Sachs-Wolfe ordinario, y el efecto Sachs-Wolfe integrado (ISW), que ocurre cuando los fotones del CMB viajan a través de regiones de gravedad variable. Este último es relevante en un universo dominado por la energía oscura, pues estas variaciones pueden causar cambios en la temperatura en el CMB.

Cinco superestructuras: Quipu, representada en rojo, es la mayor estructura cósmica. Las demás son Shapley (azul), Serpens-Corona Borealis (verde), Hércules (púrpura) y Sculptor-Pegasus (beige). Fuente: A&A / ESO / Bohringer

La cosmología ΛCDM (Lambda-Cold Dark Matter) es el modelo estándar de la cosmología del Big Bang. Este modelo postula la existencia de una constante cosmológica (Λ) asociada con la energía oscura y la materia oscura fría (CDM), además de la materia ordinaria, siendo exitosa en explicar una amplia gama de observaciones cosmológicas.

La estructura a gran escala del universo, la distribución de galaxias y las fluctuaciones en el CMB son ejemplos que se explican con esta teoría. El modelo asume que la gravedad es descrita correctamente por la teoría de la relatividad general en escalas cosmológicas y que el universo es homogéneo e isotrópico en grandes escalas.

Simulaciones y relación con otras superestructuras

Las simulaciones basadas en el modelo ΛCDM han sido fundamentales para comprender la formación y evolución de superestructuras como Quipu. Estas simulaciones muestran que la presencia de superestructuras gigantescas es coherente con nuestra comprensión actual del universo.

Sin embargo, plantea nuevas preguntas sobre los procesos específicos que llevan a la formación de tales estructuras y cómo interactúan con su entorno. Las simulaciones futuras deberán tener en cuenta estos nuevos datos para mejorar la precisión de los modelos cosmológicos.

Pero Quipu no está sola en el Universo, otras superestructuras conocidas incluyen el supercúmulo Shapley, Serpens-Corona Borealis, Hércules y Sculptor-Pegasus. Estructuras, que aunque impresionantes, son más pequeñas en comparación con Quipu.

La relación entre Quipu y éstas otras es un área de investigación activa, que nos puede proporcionar información sobre la distribución de la materia y los procesos que llevan a la formación de estructuras a gran escala. En conjunto, contienen una fracción significativa de la materia visible del universo conocido, lo que subraya su importancia en la cosmología moderna.