La mayor galaxia del universo conocido ya tiene frontera: 1,7 millones de años luz de un extremo a otro. Un equipo liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha delimitado por primera vez el cuerpo principal de IC 1101, una medida que llevaba décadas envuelta en bruma estadística. El resultado aparece publicado en Astronomy & Astrophysics.
Está a unos 1.000 millones de años luz de la Tierra, en el centro del cúmulo de galaxias Abell 2029. Su luz ha viajado hacia nosotros desde una época en la que nuestro planeta apenas albergaba vida microbiana. Las imágenes tomadas desde La Palma permiten ahora separar el cuerpo principal de la galaxia de su enorme envoltura de estrellas.
Una nube con un borde localizable
Las galaxias no tienen paredes. Sus estrellas se van dispersando hacia fuera, cada vez más separadas, hasta que el brillo se confunde con el fondo. —Las galaxias se pueden ver como nubes —explica el astrofísico Ignacio Trujillo Cabrera, investigador del IAC y coautor del trabajo—. Sus límites no son abruptos, pero hay un cambio de densidad fuerte cuando alcanzamos su parte más externa.
En IC 1101 el problema se multiplica, porque su envoltura exterior se mezcla con la luz de estrellas sueltas que pertenecen al cúmulo entero. Detectar luz lejana no basta. Por eso los investigadores buscaron cambios simultáneos en el brillo, el color, y la forma, así como en la distribución de la masa estelar. Encontraron una transición a unos 850.000 años luz del centro, en la dirección de su eje más largo: allí cambia la orientación de las estrellas y la estructura se vuelve más redondeada.
Esa frontera arroja un diámetro de 1,7 millones de años luz, con una incertidumbre de 250.000 años luz. Si se aplica el mismo criterio a nuestra galaxia, IC 1101 resulta unas diez veces mayor que la Vía Láctea. Para calibrar la escala basta un dato: el Sol está a unos 26.000 años luz del centro galáctico, mientras que el borde detectado en IC 1101 se sitúa a 850.000.
Dentro de esa frontera se concentra una masa estelar equivalente a 3,4 billones de soles, alrededor de 70 veces la masa de todas las estrellas de la Vía Láctea. Trujillo lo resume con una imagen que cuesta imaginar: —Es tan enorme, que si la pusiéramos entre nuestra galaxia y su vecina Andrómeda, podríamos ir saltando de una estrella a otra y cruzar el puente que las separa.
Medir una galaxia es decidir dónde termina, y en IC 1101 esa decisión cambia el mapa del universo observable.
Ocho horas de exposición y 250 estrellas que estorbaban
El trabajo se apoya en imágenes de la cámara de gran campo del telescopio Isaac Newton, instalado en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma. Las observaciones se tomaron en mayo de 2022 y suman más de ocho horas de exposición, suficientes para distinguir estructuras muy tenues. Ahí está la clave del resultado.
Había, eso sí, un obstáculo técnico. La óptica del telescopio dispersa parte de la luz de los objetos brillantes y genera halos artificiales capaces de falsear la medida en las regiones externas. El equipo modeló y restó esa contribución en 250 estrellas del campo observado, y corrigió también la luz dispersada por la propia galaxia y por otras cercanas. Sin esa limpieza, el borde habría quedado difuso.
La escala del objeto desafía cualquier comparación cotidiana. A la velocidad a la que viaja hoy la sonda Voyager 1, unos 17 kilómetros por segundo, cruzar ese diámetro exigiría del orden de 30.000 millones de años. Más del doble de la edad del universo.
Hasta dónde puede crecer una galaxia
Más allá del cuerpo principal aparecen filamentos y estructuras irregulares muy débiles. —Las imágenes muestran cómo la galaxia gigante está canibalizando otros grupos de galaxias —señala Trujillo—. La gravedad estira las galaxias satélite y deja corrientes de estrellas a su alrededor. La emisión estelar se puede seguir hasta unos dos millones de años luz del centro, pero esa distancia corresponde al conjunto que forman la envoltura exterior y la luz del cúmulo, no al diámetro de IC 1101.
Un detalle refuerza la interpretación. Algunas estructuras coinciden con perturbaciones del gas caliente de Abell 2029 observadas en rayos X, alteraciones que estudios anteriores atribuyeron a una interacción con un grupo de galaxias hace 2.000 o 3.000 millones de años. Estrellas y gas conservan la huella del mismo episodio.
El resultado es sólido en su método, pero no cierra el debate. Las imágenes demuestran que el crecimiento continúa y, en cambio, no permiten saber qué material acabará dentro de la galaxia y cuál quedará disperso en el cúmulo. —Necesitaríamos otro tipo de datos que nos dieran información sobre la velocidad de las estructuras que están alrededor de las galaxias gigantes —precisa el astrofísico. Sin esa información, la frontera es nítida en la fotografía y borrosa en el tiempo.
El propio equipo presenta IC 1101 como una prueba extrema para los modelos de formación galáctica. —Queríamos responder a una pregunta sencilla pero fundamental: hasta dónde puede crecer una galaxia en el Universo actual —explica Carlos Marrero-de la Rosa, autor principal del estudio—. El hallazgo no establece un máximo definitivo, pero obliga a cualquier simulación a explicar cómo se construye un sistema así en el tiempo disponible. La próxima fase pasa por obtener datos cinemáticos de esas corrientes y rayos X más finos de Abell 2029.
🔬 Ficha del Descubrimiento
- Qué se ha descubierto: la frontera del cuerpo principal de IC 1101, la mayor galaxia conocida, con un diámetro de 1,7 millones de años luz.
- Dónde: en el centro del cúmulo de galaxias Abell 2029, a unos 1.000 millones de años luz de la Tierra; imágenes tomadas desde el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma.
- Institución responsable: equipo liderado por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), con Carlos Marrero-de la Rosa como autor principal.
- Cuándo: observaciones realizadas en mayo de 2022 y estudio publicado en Astronomy & Astrophysics.
- Impacto a futuro: ofrece una referencia extrema para calibrar los modelos de formación y crecimiento de las galaxias gigantes.
