El gas más antiguo y caliente del universo desafía los modelos cosmológicos
Apenas 1.400 millones de años después del big bang, el universo ya albergaba un gas tan caliente que no debería existir según la teoría. El hallazgo, observado en un cúmulo de galaxias primitivo, obliga a revisar cómo y cuándo se formaron las mayores estructuras del cosmos.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Recreación artística de un cúmulo de galaxias en formación en el universo temprano, donde los chorros de radio de galaxias activas se incrustan en una atmósfera intracumular extremadamente caliente (en rojo), lo que revela un vasto reservorio térmico de gas. Crédito: Lingxiao Yuan
El universo primitivo acaba de revelar una anomalía cosmológica incómoda para los estudiosos del universo. Un equipo internacional de astrónomos ha detectado el gas más antiguo y caliente jamás observado en un cúmulo de galaxias, apenas 1.400 millones de años después del big bang.
El hallazgo, publicado en la revista Nature, desafía de frente los modelos actuales de formación de cúmulos, que no contemplan temperaturas extremas hasta fases mucho más tardías de la historia cósmica.
“No esperábamos ver una atmósfera de cúmulo tan caliente tan temprano en la historia del cosmos”, reconoce Dazhi Zhou, autor principal del estudio y doctorando en Física y Astronomía en la Universidad de Columbia Británica (Canadá).
🗣️ La sorpresa fue tal que, confiesa Zhou, dudó inicialmente de la señal observacional: «Al principio fui escéptico porque era demasiado intensa para ser real. Pero tras meses de verificación, hemos confirmado que este gas es al menos cinco veces más caliente de lo que predicen los modelos, e incluso más caliente y energético que el de muchos cúmulos actuales».
Un cúmulo de galaxias bebé, pero extraordinariamente extremo
El objeto en cuestión es SPT2349-56, un joven cúmulo de galaxias observado tal como era hace unos 12.000 millones de años. A pesar de su juventud cósmica, es extraordinariamente masivo: su núcleo se extiende a lo largo de unos 500.000 años luz, un tamaño comparable al halo de la Vía Láctea.
En ese volumen compacto conviven más de treinta galaxias activas, con una tasa de formación estelar que supera en más de 5.000 veces a la de nuestra galaxia.
Para asomarse a este pasado remoto del universo, el equipo utilizó el conjunto de radiotelescopios del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), que incluye instrumentos científicos diseñados y probados por el National Research Council of Canada.
Cómo se midió el gas más caliente jamás observado
La clave del análisis fue el llamado efecto Sunyaev-Zeldovich, una herramienta cosmológica basada en la ligera distorsión que sufren los fotones del fondo cósmico de microondas al atravesar el gas extremadamente caliente que impregna un cúmulo de galaxias, lo que permite a los astrónomos medir con precisión la energía térmica del medio intracumular —el plasma difuso que llena el espacio entre las galaxias— incluso a enormes distancias cosmológicas.
🗣️ «Entender los cúmulos de galaxias es clave para comprender las galaxias más grandes del universo —explica Scott Chapman, coautor del trabajo y profesor de Astronomía en la Universidad Dalhousie (Canadá). Y continúa—: Estas galaxias masivas viven en su mayoría en cúmulos, y su evolución está profundamente moldeada por el entorno extremo en el que se forman, incluido el gas intracumular».
Agujeros negros supermasivos y un nacimiento violento
Según los modelos cosmológicos actuales, ese gas caliente se acumula y se calienta de forma progresiva a medida que el cúmulo galáctico, aún inestable, colapsa bajo su propia gravedad hasta alcanzar un estado más maduro y equilibrado.
Pero las observaciones de SPT2349-56 apuntan a un nacimiento mucho más violento.
«Esto nos dice que algo en el universo temprano —tal vez tres agujeros negros supermasivos descubiertos recientemente en el cúmulo— ya estaba inyectando enormes cantidades de energía en el entorno, dando forma de este modo al cúmulo joven mucho antes y con más intensidad de lo que pensábamos», señala Chapman.
Por qué este descubrimiento obliga a repensar la cosmología
La consecuencia es clara: los astrónomos podrían tener que replantearse los modelos de evolución de cúmulos de galaxias, tanto en su secuencia como en su velocidad de formación. Zhou y sus colegas quieren ahora encajar todas las piezas de este rompecabezas cósmico.
«Queremos entender cómo interactúan la intensa formación estelar, los agujeros negros activos y esta atmósfera sobrecalentada, y qué nos dice todo ello sobre cómo se construyeron los cúmulos actuales —dice el investigador. Y concluye—: ¿Cómo puede estar ocurriendo todo esto a la vez en un sistema tan joven y compacto?».
El universo, una vez más, parece ir varios pasos por delante de nuestras teorías cosmológicas.▪️
Información facilitada por la UBC
Fuente: Zhou, D., Chapman, S. C., Aravena, M. et al. Sunyaev–Zeldovich detection of hot intracluster gas at redshift 4.3. Nature (2026). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09901-3
