Imagen de Gemini Norte de cientos de galaxias, centrada en la elíptica gigante NGC 1270, en una pequeña sección del Cúmulo de Perseo.(Crédito de la imagen: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/J. Miller y M. Rodriguez (International Gemini Observatory/NSF NOIRLab)/T. A. Rector (University of Alaska Anchorage/NSF NOIRLab)/M. Zamani (NSF NOIRLab)/Jisu Kang (Universidad Nacional de Seúl))
Esta escena de caos cósmico muestra una sección del inmenso cúmulo de galaxias Perseo, revelando varias galaxias elípticas gigantes, una espiral polvorienta cuyos brazos se desvanecen y varias galaxias de borde, algunas de las cuales parecen estar experimentando interacciones o fusiones con sus vecinas.
Y esto es sólo una pequeña parte del cúmulo de galaxias, que reside entre 240 y 250 millones de años luz de la Tierra y contiene miles de galaxias.
Imaginada por el telescopio Gemini North en Mauna Kea (Hawai), la galaxia elíptica gigante del centro de la imagen es NGC 1270. La galaxia hace tiempo que dejó de formar nuevas estrellas; todo lo que reside ahora en NGC 1270 son estrellas viejas, frías y rojas, que dan a la galaxia elíptica su tono distintivo. En su corazón se esconde un agujero negro supermasivo activo, con una masa 12.000 millones de veces superior a la de nuestro Sol.
NGC 1270 es una de las galaxias más masivas del Cúmulo de Perseo, pero no alcanza la estatura de otra galaxia elíptica del cúmulo, NGC 1275. Situada fuera del campo de visión de esta imagen de Gemini Norte, NGC 1275 es lo que se denomina la galaxia más brillante del cúmulo, o BCG (Brightest Cluster Galaxy). Es un verdadero gigante en el corazón del Cúmulo de Perseo y sigue creciendo, con 13.000 millones de masas solares de gas hidrógeno cayendo sobre ella desde el entorno del cúmulo en general. De hecho, las simulaciones por ordenador sugieren que hasta el 70% de la masa de la BCG -y de otras como ella en todos los cúmulos- procede de material que ha quedado atrapado en la red gravitatoria de su cúmulo y ha caído hacia el centro del mismo, donde se acumula en la BCG.
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NGC 1275 se encuentra en el mismo centro de masa del cúmulo. Es el eje alrededor del cual se despliega todo este caos galáctico. A su alrededor hay un tenue halo de luz difusa producida por estrellas, arrancadas de las galaxias que caen en el cúmulo por las mareas gravitatorias que bañan el entorno. No son sólo estrellas individuales las que son arrancadas; la nave espacial Euclid de la Agencia Espacial Europea detectó recientemente 70.000 cúmulos globulares que flotan libremente dentro de los 1,6 millones de años-luz centrales del cúmulo.
Este halo difuso de luz se denomina luz intracúmulo, o ICL. Aunque el ICL y el BCG tienen orígenes algo similares, en el sentido de que la mayor parte de su masa procede de material arrancado de otras galaxias que caen en el cúmulo, no están conectados. El centro del ICL está desplazado del centro de NGC 1275 unos 200.000 años-luz, lo que significa que el BCG y el ICL son distintos, pero están superpuestos. Además, las estrellas de la ICL siguen trayectorias distintas a las de NGC 1275 y contienen cantidades diferentes de elementos pesados. Se pensaba que las galaxias enanas eran la fuente de las estrellas que producen colectivamente el ICL, pero hay muy pocas galaxias enanas en el Cúmulo de Perseo -Euclides contó unas 1.100- para explicar el brillo y la extensión del ICL. En su lugar, es probable que la fuente sean galaxias ligeramente más masivas.
Una vista más amplia del cúmulo de galaxias Perseo, tomada por la nave espacial Euclid de la Agencia Espacial Europea. (Crédito de la imagen: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA/J.-C. Cuillandre (CEA París-Saclay)/G. Anselmi)
El cúmulo de Perseo no sólo está lleno de luz intracúmulo. Hay algo más, llamado el medio intracúmulo, que es un pantano de gas difuso a través del cual las galaxias del cúmulo tienen que vadear. Cuando las galaxias atraviesan este medio intracúmulo, la presión que ejercen sobre el gas les arranca todo el hidrógeno molecular necesario para la formación de estrellas. De este modo, las galaxias espirales quedan como la espiral polvorienta que se ve en el extremo izquierdo de esta imagen, en la que todo su gas de formación estelar ha desaparecido, por lo que no pueden producir nuevas estrellas, y a medida que las estrellas más viejas mueren y expulsan sus entrañas, la galaxia se llena de polvo interestelar.
El medio intracúmulo es caliente, superior a 1,8 millones de grados Fahrenheit (1 millón de grados Celsius), tan caliente que irradia intensamente en rayos X. El Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA ha observado burbujas en este fondo de rayos X provocadas por estallidos del agujero negro supermasivo de 800 millones de masas solares situado en el núcleo de NGC 1275. Las burbujas producen ondas de gran amplitud que reverberan en el medio intracúmulo. Aunque no son literalmente audibles, los científicos han convertido estas ondas de presión en ondas sonoras, descubriendo que se trata de uno de los sonidos más profundos jamás escuchados, una nota 57 octavas por debajo de las teclas centrales de un piano. Las burbujas del cúmulo de galaxias Virgo producen una nota aún más grave, ¡59 octavas por debajo!
El cúmulo de Perseo, con una masa total de 665 billones de veces la masa de nuestro sol, es uno de los cúmulos de galaxias cercanos más masivos. Forma parte del supercúmulo Perseo-Piscis, compuesto por tres cúmulos de galaxias individuales, y se calcula que hay unos 10 millones de supercúmulos en el universo visible. Los cúmulos y supercúmulos de galaxias se forman en los nodos de la gran red cósmica de materia que se extiende por el universo.
Esta red cósmica se formó después del Big Bang, cuando las ondulaciones del mar de plasma que llenó el universo hasta 379.000 años después del Big Bang se congelaron. Las ondulaciones eran lugares de densidad ligeramente mayor, y por tanto de gravedad, y con el tiempo han atraído materia hacia ellos, y hoy las ondulaciones forman los filamentos de la red cósmica, y están compuestas en su mayor parte de materia oscura. De hecho, cuando observamos un cúmulo de galaxias, no podemos ver la mayor parte de la masa, ni siquiera en rayos X: alrededor del 85% de cada cúmulo es materia oscura invisible. Podemos deducir su presencia buscando los lugares en los que la gravedad de la materia oscura ha creado lentes gravitacionales.
No obstante, el 15% que podemos ver es maravilloso, como tipifica la imagen de Géminis Norte, llena de color, acción y caos.
