Los astrónomos han detectado gas inesperadamente caliente dentro de un cúmulo de galaxias distante en desarrollo apenas 1.400 millones de años después del Big Bang. Este descubrimiento, realizado utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), desafía los modelos existentes sobre cómo se forman y evolucionan los cúmulos de galaxias en el Universo temprano. El protocúmulo, denominado SPT2349-56, se encuentra aproximadamente a 12.400 millones de años luz de distancia, lo que significa que lo observamos tal como existía cuando el cosmos tenía sólo una décima parte de su edad actual.
El calor inesperado
Las observaciones revelan una atmósfera extremadamente caliente que rodea el núcleo del cúmulo, que contiene múltiples agujeros negros supermasivos que se alimentan activamente y más de 30 galaxias en intensa formación estelar. Estas galaxias están generando estrellas a un ritmo hasta 1.000 veces más rápido que nuestra Vía Láctea, todas agrupadas en un espacio sólo tres veces más grande.
“No esperábamos ver una atmósfera de cúmulo tan caliente en una etapa tan temprana de la historia cósmica”, explica Dazhi Zhou, Ph.D. candidato en la Universidad de Columbia Británica. Antes de esto, los científicos asumían que los primeros cúmulos de galaxias eran demasiado jóvenes para haber desarrollado completamente atmósferas calientes y estables.
Efecto térmico Sunyaev-Zel’dovich
El avance se produjo mediante el uso del efecto térmico Sunyaev-Zel’dovich (tSZ), una técnica que detecta la tenue sombra proyectada por electrones calientes en cúmulos de galaxias contra el resplandor del Big Bang: el fondo cósmico de microondas. Este método indirecto permitió a los astrónomos mapear el gas caliente sin necesidad de observar la luz emitida directamente por él.
Implicaciones para la formación de conglomerados
El descubrimiento sugiere que los cúmulos masivos pueden formarse más rápida y violentamente de lo que se pensaba anteriormente, con poderosas explosiones de agujeros negros supermasivos que inyectan enorme energía en el gas circundante. El estudio propone que estos procesos energéticos, combinados con una intensa actividad de estallidos estelares, pueden sobrecalentar rápidamente el gas intracúmulo en cúmulos jóvenes.
Este sobrecalentamiento es probablemente un paso crítico en la transformación de estos primeros cúmulos fríos en las extensas estructuras calientes que se observan hoy. Es posible que sea necesario revisar los modelos actuales de evolución de galaxias y cúmulos para tener en cuenta este proceso de calentamiento acelerado.
Un nuevo laboratorio para la evolución cósmica
SPT2349-56 presenta una oportunidad única para estudiar las primeras etapas de formación de grupos. La coexistencia de una rápida formación estelar, agujeros negros energéticos y una atmósfera sobrecalentada en un cúmulo tan joven y compacto no tiene precedentes.
“SPT2349-56 es un laboratorio muy extraño y apasionante”, subraya Zhou. “Todavía existe una enorme brecha de observación entre esta primera etapa violenta y los grupos más tranquilos que veremos más adelante”. Mapear cómo evolucionan estas atmósferas con el tiempo será un foco clave para futuras investigaciones.
Los hallazgos, publicados en Nature el 5 de enero de 2026 (doi: 10.1038/s41586-025-09901-3), amplían los límites de lo que los astrónomos pueden estudiar en el Universo temprano y abren nuevas preguntas sobre la interacción entre los agujeros negros supermasivos, la formación de galaxias y la evolución de las estructuras cósmicas. La detección directa más temprana de gas caliente de cúmulos jamás reportada obliga a los científicos a repensar la secuencia y la velocidad de la evolución de los cúmulos de galaxias.
