Un estudio de cúmulos de galaxias en rayos X ha permitido identificar la superestructura Quipu en el Universo cercano. Su forma recuerda a una larga cuerda con nudos, cuyos miembros más alejados entre sí están separados por unos 1.400 millones de años luz. Estas enormes concentraciones de materia también influyen en las mediciones precisas de la expansión cósmica y del fondo de microondas.
Puntos clave
- Quipu contiene 68 cúmulos de galaxias. La separación máxima entre miembros es de 428 Mpc, unos 1.400 millones de años luz; su masa total estimada es de unos 2,4 × 10¹⁷ masas solares.
- El estudio cartografía cúmulos con datos de rayos X de ROSAT y contrasta la estructura con distribuciones de galaxias y simulaciones cosmológicas.
- Las superestructuras pueden influir en las mediciones precisas de la expansión y del fondo de microondas; la señal buscada en este estudio tiene baja significación estadística.
En un mapa de cúmulos de galaxias del Universo cercano, una enorme red ramificada se extiende desde el cielo norte hasta el sur. En un estudio publicado en 2025, Hans Böhringer y sus colaboradores llamaron Quipu a esta superestructura. Contiene 68 cúmulos; sus dos miembros más separados distan 428 megapársecs (Mpc), unos 1.400 millones de años luz. Es la mayor estructura identificada en este estudio.
Una cuerda cósmica con ramificaciones
Representada en tres dimensiones, Quipu muestra un largo eje curvado del que parten ramas más cortas. Quipu alude a las cuerdas con nudos que utilizaban los incas para registrar información. El nombre refleja la forma de la red y recuerda las observaciones realizadas en Chile que proporcionaron muchos de los desplazamientos al rojo de los cúmulos.
Cada 'nudo' es aquí un cúmulo que reúne muchas galaxias. Los 428 Mpc del artículo corresponden a la mayor distancia en línea recta entre miembros y superan los 328 Mpc citados para la Gran Muralla Sloan. Por ello, el instituto de investigación describió Quipu como la mayor superestructura cósmica medida de forma fiable conocida entonces. La comparación depende de cómo cada estudio identifica las estructuras y delimita su medición.
Rastrear la materia con cúmulos en rayos X
El equipo utilizó el catálogo CLASSIX, que identifica cúmulos en los datos de rayos X de todo el cielo del satélite ROSAT y confirma su identidad y desplazamiento al rojo mediante espectroscopia óptica. El catálogo cubre aproximadamente el 86% del cielo. El estudio se concentra en desplazamientos al rojo de 0,03 a 0,06, a unos 130–250 Mpc de distancia, e incorpora miembros conectados más allá de esos límites.
Los cúmulos actúan como señales de las regiones densas de la red cósmica. Un algoritmo de amigos de amigos enlaza progresivamente los cúmulos suficientemente próximos y ajusta el umbral a la variación de la densidad de muestreo con la distancia. Los datos de desplazamiento al rojo de galaxias de 2MASS muestran concentraciones correspondientes, aportando otro respaldo observacional a los contornos trazados por los cúmulos.
La masa total estimada de Quipu es de unos 2,4 × 10¹⁷ masas solares e incluye la distribución de materia a gran escala alrededor de sus cúmulos. La estimación convierte la densidad de cúmulos en densidad de materia y la combina con un volumen asignado a la estructura, por lo que depende del modelo y de los límites elegidos. Estos indicadores observables permiten así inferir la distribución de materia oscura.
¿Qué contienen cinco superestructuras?
Además de Quipu, el equipo identificó otras cuatro grandes superestructuras: Shapley, Serpens–Corona Borealis, Hercules y Sculptor–Pegasus. Al combinar el estudio observacional con simulaciones, los autores estiman que estas estructuras reúnen cerca del 45% de los cúmulos, el 30% de las galaxias y el 25% de la materia de la región analizada, y ocupan alrededor del 13% de su volumen. Estos porcentajes corresponden al conjunto de superestructuras de esa región, no solo a Quipu.
La simulación cosmológica Millennium también produce superestructuras con abundancias y distribuciones de miembros similares. La comparación muestra que las enormes redes observadas pueden surgir en el modelo ΛCDM, que incorpora materia oscura fría y una constante cosmológica. Sus entornos particulares ofrecen oportunidades para estudiar cómo la materia circundante influye en las galaxias.
Cómo influye la cuerda en las mediciones cósmicas
La gravedad de estas concentraciones de materia induce movimientos adicionales de las galaxias, además de la expansión general del Universo. Con los flujos en torno a Shapley como ejemplo, el artículo estima que las mediciones locales de la constante de Hubble en algunas direcciones podrían variar entre un uno y unos pocos por ciento. Esta estimación ilustra el efecto del entorno a gran escala; las correcciones precisas requieren mapas más completos de materia y velocidades.
La luz del fondo cósmico de microondas puede adquirir pequeñas variaciones de temperatura al atravesar un potencial gravitatorio que cambia con el tiempo: el efecto Sachs-Wolfe integrado, o ISW. Los modelos simplificados del estudio predicen señales de unos 3–5 microkelvin para estas superestructuras. La búsqueda en datos de Planck obtiene una amplitud similar, pero con una significación estadística inferior a 1σ; su confirmación requiere observaciones más concluyentes.
Los extremos de la cuerda siguen por cartografiar
Algunos bordes de Quipu se acercan a regiones donde la Vía Láctea oculta objetos de fondo, y su extremo sur está próximo al supercúmulo de Vela. Con el umbral de enlace empleado en el estudio, ambos permanecen separados. Futuras observaciones deberán determinar si hay miembros adicionales tras el disco galáctico; los nuevos datos podrían ampliar el contorno cartografiado.
Las superestructuras también evolucionan. Los autores esperan que en el futuro se separen en varias unidades que colapsarán individualmente. La forma de larga cuerda que vemos hoy es una etapa de la evolución de la red cósmica. Cartografiarla ayuda a comprender cómo la materia cercana modela las galaxias e influye en las mediciones del Universo más lejano.