El universo oculto de hidrógeno emerge por fin: los astrónomos descubren más de 33.000 halos primitivos de este gas
Durante años fue una sospecha teórica: el universo primitivo estaba envuelto en vastas nubes invisibles de hidrógeno. Ahora, un descubrimiento sin precedentes registra miles de esos halos y cambia nuestra forma de entender cómo nacieron las galaxias.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Un enorme halo de hidrógeno de hace 11.300 millones de años brilla en esta imagen combinada de datos del proyecto HETDEX y del telescopio espacial James Webb (JWST). La estructura, iluminada por la luz conjunta de varias galaxias —con su núcleo más brillante en rojo—, forma parte del mayor censo de estos halos, cuyo número ha pasado de unos 3.000 a más de 33.000. Cortesía: Erin Mentuch Cooper (HETDEX); imagen JWST: NASA, ESA, CSA, STScI.
Un hallazgo importante sobre el universo temprano y la formación de galaxias
Los astrónomos sostienen desde hace tiempo una idea tan poderosa como esquiva: el universo joven, hace más de 10.000 millones de años, estaba impregnado de hidrógeno. No solo dentro de las galaxias, sino también en vastas estructuras difusas que las rodeaban y conectaban entre sí como una telaraña cósmica. Era una hipótesis respaldada por modelos teóricos y simulaciones, pero con una gran debilidad: apenas había pruebas observacionales directas.
Ahora, un estudio publicado en The Astrophysical Journal ha dado un salto decisivo en apoyo de quienes defendían esta idea. Gracias a una de las cartografías más ambiciosas del cielo profundo, los científicos han identificado más de 33.000 estructuras gigantes de hidrógeno gaseoso —conocidas como halos o nebulosas de Lyman-alfa— en el universo primitivo.
Hasta ahora, apenas se conocían unas 3.000. El resultado no solo multiplica por diez el censo anterior, sino que confirma que ese gas, invisible durante tanto tiempo, estaba efectivamente en todas partes.
El hallazgo es fruto del experimento HETDEX (Hobby-Eberly Telescope Dark Energy Experiment), un proyecto internacional diseñado originalmente para estudiar la expansión del universo. Pero, como ocurre a menudo en ciencia, al mirar en una dirección han descubierto algo inesperado en otra: el rastro luminoso del hidrógeno que envuelve las galaxias jóvenes.
La luz que delata al hidrógeno
El hidrógeno (H), el elemento más abundante del cosmos, es también uno de los más difíciles de observar en su forma difusa. La razón: no brilla por sí mismo. Sin embargo, cuando es excitado por la radiación de las estrellas o los agujeros negros, emite una señal espectral característica: la llamada línea Lyman-alfa o Ly-α, una longitud de onda concreta de la luz ultravioleta en el espectro electromagnético.
En el universo primitivo, esa luz ha sido estirada por la expansión cósmica hasta hacerse visible desde la Tierra. Esa es la clave que han explotado los investigadores: rastrear el débil resplandor del hidrógeno ionizado alrededor de galaxias lejanas.
«Esta línea espectral es una de las más potentes para detectar galaxias que de otro modo serían invisibles», explican los autores en su artículo del The Astrophysical Journal. Pero lo más relevante no es solo ver las galaxias, sino lo que las rodea: enormes envolturas de gas que pueden extenderse decenas o incluso cientos de miles de años luz.
Un mapa sin precedentes
El nuevo trabajo se basa en el análisis de más de 70.000 galaxias emisoras de Lyman-alfa. De ellas, casi la mitad —en concreto, 33.612— presentan una emisión extendida que delata la presencia de estos halos gaseosos.
Sin duda alguna, la cifra es abrumadora. En términos estadísticos, supone el mayor censo de este tipo de estructuras jamás realizado. Y, sobre todo, cambia la escala del problema: ya no se trata de fenómenos raros o excepcionales, sino de algo común en el universo joven.
«Lo que vemos es que estos halos no son una rareza, sino una característica habitual de las galaxias en esa época», señalan los investigadores.
🗣️ «Hemos estado analizando el mismo puñado de objetos durante aproximadamente los últimos veinte años. El HETDEX nos está permitiendo encontrar muchos más de estos halos de hidrógeno y medir sus formas y tamaños. Realmente nos ha permitido crear un catálogo estadístico increíble», explica Erin Mentuch Cooper, autora principal del estudio y astrónoma del Departamento de Astronomía en la Universidad de Texas en Austin (Estados Unidos).
El estudio cubre un volumen gigantesco del cosmos, equivalente a más de 10.000 millones de años luz cúbicos, y abarca una época crucial: entre los 2.000 y 3.500 millones de años después del big bang, el llamado mediodía cósmico, cuando la formación de estrellas alcanzó su máximo.
El papel del hidrógeno en la evolución del universo
La importancia de estos halos de hidrógeno va mucho más allá de su número. Representan una pieza clave en el rompecabezas de cómo se forman y evolucionan las galaxias.
Durante años, los astrónomos han propuesto que las galaxias no son sistemas aislados, sino nodos dentro de una red cósmica de gas. Ese gas fluye hacia ellas, alimenta la génesis estelar y, a su vez, es expulsado por explosiones estelares o la actividad de agujeros negros.
Las nebulosas de hidrógeno detectadas ahora serían, en muchos casos, la manifestación visible de ese proceso. Pueden originarse por distintos mecanismos: la radiación de estrellas jóvenes, la actividad de núcleos galácticos activos, la interacción con galaxias satélite o incluso el enfriamiento gravitatorio del gas que cae en los halos de materia oscura.
En otras palabras, son el medio a través del cual las galaxias respiran.
Vista multionda de la nebulosa de Lyman-alfa HLAN 4025592924, observada a un corrimiento al rojo de 2,57, cuando el universo tenía unos 11.000 millones de años. Esta gigantesca estructura, una de las mayores del catálogo HETDEX, se extiende casi 46 kilopársecs y está formada por varias galaxias, cuya emisión conjunta ilumina el halo de hidrógeno. La imagen combina datos del telescopio espacial James Webb y del experimento HETDEX, con contornos que trazan la emisión de Lyman-alfa. Cortesía: HETDEX / JWST (NASA, ESA, CSA, STScI).
Tamaño, estructura y diversidad de los halos
El nuevo estudio también revela detalles sobre el tamaño y la estructura de estos halos. La mayoría tiene radios típicos de unos 20 kilopársecs (unos 65.000 años luz), aunque algunos superan los 50 kilopársecs.
Además, los investigadores han comprobado que su tamaño aparente depende en gran medida de lo brillantes que son: cuanto más luminoso es el sistema, más lejos se puede detectar su halo de gas. Esto sugiere que muchas de estas estructuras podrían ser aún más extensas de lo que se observa.
Curiosamente, cuando se analizan con modelos más sofisticados, el tamaño característico del halo —lo que los científicos llamanescala exponencial— apenas depende de la luminosidad. Es decir, la física interna de estos sistemas podría ser sorprendentemente uniforme.
El sesgo oculto en las mediciones
Uno de los resultados más reveladores del trabajo tiene que ver con cómo se han medido hasta ahora las galaxias lejanas. Tradicionalmente, muchos estudios se basan en técnicas que captan principalmente la luz del núcleo central, ignorando la emisión difusa.
El nuevo análisis muestra que este enfoque subestima de manera sistemática la cantidad total de luz emitida en Lyman-alfa. De media, se pierde alrededor de un 30 % del flujo total debido a la contribución de los halos de hidrógeno.
Esto tiene implicaciones importantes. Significa que muchas estimaciones sobre la formación de estrellas, la energía liberada por las galaxias o incluso la historia de la reionización del universo podrían necesitar revisión.
Recreación artística del halo de gas de hidrógeno caliente que rodea la Vía Láctea (en el centro) y sus galaxias satélite, las Nubes de Magallanes. Este envoltorio difuso, mucho más extenso de lo que se pensaba, contiene suficiente gas como para ayudar a resolver el problema de la materia bariónica perdida del universo, una de las claves para entender la evolución de las galaxias descrita en este reportaje. Cortesía: NASA/CXC/M. Weiss; NASA/CXC/Ohio State/A. Gupta et al.
No todos los halos son iguales
El trabajo también distingue entre distintos tipos de fuentes. Aproximadamente un 12 % de los halos están asociados a núcleos galácticos activos, es decir, galaxias con agujeros negros supermasivos en pleno proceso de acreción.
Estos sistemas tienden a ser más brillantes y, en algunos casos, presentan halos gigantes. Sin embargo, la mayoría de las nebulosas de Lyman-alfa detectadas no muestran señales claras de actividad nuclear y están asociadas a galaxias más modestas, a menudo difíciles de detectar en luz visible.
Esto refuerza la idea de que el fenómeno es general y no depende únicamente de procesos extremos.
Un universo más visible
En conjunto, el trabajo transforma nuestra visión del universo primitivo. Donde antes veíamos puntos aislados —las galaxias— ahora emerge una estructura mucho más compleja, en la que cada una está envuelta en una nube de gas de hidrógeno que puede extenderse decenas de miles de años luz.
Es, en cierto modo, como pasar de observar ciudades nocturnas desde el espacio a distinguir también la niebla que las rodea y conecta.
🗣️ «Hemos capturado casi medio petabyte de datos no solo de estas galaxias, sino también de las regiones que hay entre ellas. Nuestras observaciones cubren una zona del cielo equivalente a más de 2.000 lunas llenas. La escala es enorme y sin precedentes», destaca Karl Gebhardt, investigador principal de HETDEX.
«El telescopio Hobby-Eberly es uno de los más grandes del mundo. Y el instrumento que utiliza HETDEX produce 100.000 espectros en cada observación. Así que tenemos cantidades enormes de datos y hay todo tipo de cosas interesantes, curiosas y extrañas esperando a que las descubramos», añade Dustin Davis, del Departamento de Astronomía en la Universidad de Texas en Austin.
Los autores subrayan que, aunque el estudio es masivo, aún está limitado por la sensibilidad de los instrumentos. De hecho, otros trabajos más profundos sugieren que prácticamente todas las galaxias podrían tener halos de hidrógeno, aunque no siempre sean detectables.
Eso implica que lo descubierto hasta ahora podría ser solo la punta del iceberg.
Un universo más lleno de lo que creíamos
El catálogo generado, con más de 70.000 galaxias y decenas de miles de halos de hidrógeno, abre la puerta a nuevas investigaciones. Permitirá estudiar cómo evolucionan estas estructuras, cómo se relacionan con el entorno galáctico y qué papel juegan en la formación estelar.
Para los investigadores, el cambio de escenario es radical: ya no se trata de encontrar estos objetos, sino de entenderlos.
🗣️ «Existen varios modelos para las galaxias en esta época que, en general, funcionan y parecen tener sentido, pero hay lagunas y vacíos. Ahora podemos centrarnos en halos individuales y ver con mucho más detalle la física y los mecanismos que están ocurriendo. Y entonces podremos corregir los modelos, o descartarlos y empezar de nuevo», concluye Davis.
En última instancia, el hallazgo confirma una intuición fundamental de la cosmología moderna: el universo no está hecho solo de objetos brillantes, sino también de vastas estructuras difusas que, aunque invisibles a simple vista, contienen gran parte de su materia.
Durante años, los astrónomos sospecharon que ese hidrógeno cósmico estaba ahí, envolviendo las primeras galaxias. Ahora, por fin, han conseguido verlo. Y al hacerlo, han revelado un cosmos mucho más lleno —y mucho más conectado— de lo que imaginábamos.▪️(6-abril-2026
PREGUNTAS&RESPUESTAS: Hidrógeno y Halos
🔭 ¿Qué es una nebulosa de Lyman-alfa?
Es una nube de hidrógeno ionizado que emite luz cuando es excitada por radiación, visible en el universo temprano.
🔭 ¿Por qué son importantes los halos de hidrógeno?
Porque revelan cómo se forman las galaxias y cómo circula el gas en el universo.
🔭 ¿Cuántos halos se han descubierto?
Más de 33.000, frente a los ~3.000 conocidos anteriormente.
🔭 ¿Dónde se encuentran?
En galaxias situadas a 10.000–12.000 millones de años luz, durante el mediodía cósmico.
🔭 ¿Qué es HETDEX?
Un proyecto astronómico que cartografía millones de galaxias para estudiar la energía oscura y la estructura del universo.
Información facilitada por la Universidad de Texas en Austin
Fuente: Erin Mentuch Cooper et al. Lyα Nebulae in HETDEX: The Largest Statistical Census Bridging Lyα Halos and Blobs across Cosmic Noon. The Astrophysical Journal (2026). DOI: 10.3847/1538-4357/ae44f3
