¿Qué es el tornado galáctico descubierto hoy en el espacio?

Un filamento cósmico de 50 millones de años luz y 14 galaxias girando en sincronía: claves y qué revela sobre el origen del giro del cosmos.

En las últimas horas, un consorcio internacional liderado por la Universidad de Oxford ha presentado la detección de lo que describen como una de las mayores estructuras giratorias jamás observadas: una hebra “afilada” de 14 galaxias ricas en hidrógeno que se alinean como cuentas y que giran al mismo tiempo que el filamento cósmico mayor en el que están encastradas. El sistema está muy cerca en términos astronómicos, a unos 140 millones de años luz (desplazamiento al rojo z = 0,032), y muestra dos escalas que impresionan por igual. La cadena principal mide unos 5,5 millones de años luz de largo por 117.000 años luz de ancho, mientras que el filamento que la aloja —un tubo de materia y gas que integra más de 280 galaxias— se extiende en torno a 50 millones de años luz. El movimiento no es una figura retórica: la rotación inferida para el conjunto ronda los 110 km/s, y muchas de las galaxias embebidas exhiben ejes de giro alineados con el del propio filamento.

El hallazgo, publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, está co-liderado por la astrofísica Lyla Jung (Universidad de Oxford) y Mădălina Tudorache (Universidad de Cambridge/Universidad de Oxford), con la participación de equipos de la University of the Western Cape, Rhodes University, South African Radio Astronomy Observatory (SARAO), Universidad de Hertfordshire, Universidad de Bristol, Universidad de Edimburgo y Universidad de Ciudad del Cabo, entre otras instituciones. La clave no es solo el tamaño, sino la coherencia del movimiento: un patrón en espejo —un lado del filamento se acerca y el otro se aleja— que delata una rotación global, y una alineación estadísticamente significativa del giro de numerosas galaxias con el eje del propio filamento. Si la “telaraña cósmica” transfiere momento angular a las galaxias que nacen en sus hebras, como sugiere este caso, se abre una vía tangible para explicar cómo adquieren su spin los discos galácticos.

Dónde está y cómo es la estructura

El sistema se localiza en el universo cercano, a una distancia lo bastante modesta como para reconstruir su cinemática en detalle. La hebra central —la cadena de 14 galaxias de hidrógeno neutro (H I)— aparece casi rectilínea, como tensada, y se alinea a lo largo de 5,5 millones de años luz con un grosor de 117.000 años luz, mayor que el diámetro de la Vía Láctea. Esa “línea de cuentas” actúa como espinazo de un filamento mayor de unos 50 millones de años luz, dentro del cual se censan más de 280 galaxias de distintas morfologías y masas. El conjunto, visto a escala, recuerda a un cilindro tenue de materia oscura, gas y galaxias, una arquitectura típica de la red cósmica que, esta vez, exhibe una dinámica global inesperadamente ordenada.

Las cifras ayudan a dimensionar la escena. Un filamento de 50 millones de años luz es el equivalente a unir mil Vías Lácteas una detrás de otra. A esa escala, 110 km/s de rotación no es una velocidad exótica —en el entorno galáctico abundan las cifras mayores—, pero sí extraordinaria por su coherencia y por abarcar millones de años luz. Además, las galaxias de la hebra central son ricas en gas atómico, una señal de que conservan combustible fresco para formar estrellas y de que trazan bien el flujo del material que se canaliza por el filamento.

El hilo fino de 14 galaxias

Los autores describen esa hebra “afilada” como un marcador excelente de la dinámica. Son 14 galaxias con emisión destacada en la línea de 21 cm del hidrógeno neutro, perfectamente corregistradas en distancia y alineadas en el espacio. En ellas se observa que los ejes de rotación tienden a paralelizarse con el eje del filamento, una firma que excede lo esperado si la orientación fuese aleatoria. Ese alineamiento intrínseco —término técnico con mucha miga cosmológica— no es una curiosidad: impacta en medidas de precisión como las de lente gravitatoria débil, y por eso los equipos europeos de Euclid (ESA) y el Observatorio Vera C. Rubin (LSST) siguen con atención resultados de este tipo.

Las pruebas del giro a gran escala

La rotación no se deduce de una única galaxia, ni de un par de velocidades extremas, sino de un patrón espacial de corrimientos al rojo y al azul distribuido a ambos lados del eje del filamento. Simplificando: en un corte perpendicular al “tubo”, un flanco muestra velocidades de acercamiento y el opuesto, de alejamiento. El equipo modela ese campo de velocidades y concluye que el filamento gira como un cuerpo en conjunto con una velocidad de unos 110 km/s. Además, estiman que la región central densa del filamento tiene un radio característico de ~50 kilopársecs (≈ 163.000 años luz), una dimensión coherente con el grosor de la hebra de galaxias que marca el eje.

Hay otro elemento clave: el sistema es “dinámicamente frío”. La dispersión de velocidades —la variación interna del movimiento de las galaxias respecto a la rotación global— es baja, y eso facilita leer el patrón rotatorio. No todas las regiones del universo cercano permiten un diagnóstico tan limpio. Aquí, la abundancia de hidrógeno neutro funciona como tinta sobre el papel: el gas atómico se perturba con facilidad y guarda memoria de los flujos a gran escala, por lo que delata cómo el material se canaliza hacia las galaxias y cómo éstas heredan parte del momento angular de la estructura madre.

Este caso, además, no aparece en el vacío. En 2021 ya se había obtenido una señal estadística de que los filamentos podían rotar al apilar miles de estructuras. La diferencia ahora es cualitativa: se identifica y caracteriza un filamento individual del universo cercano, con una señal de rotación inequívoca y alineamientos de spin medidos galaxia a galaxia. Contar con un “caso de libro” permite refinar modelos y poner a prueba predicciones que antes se apoyaban solo en promedios de grandes muestras.

Quién firma el hallazgo y con qué instrumentos

El estudio lo co-lideran Lyla Jung (Departamento de Física, Universidad de Oxford) y Mădălina Tudorache (Instituto de Astronomía, Universidad de Cambridge/Departamento de Física, Universidad de Oxford). Entre los coautores figura Matt Jarvis, profesor de Astrofísica en Oxford, responsable del sondeo MIGHTEE que nutre parte esencial de los datos. También participan equipos de la University of the Western Cape, Rhodes University, el South African Radio Astronomy Observatory, la Universidad de Hertfordshire, la Universidad de Bristol, la Universidad de Edimburgo y la Universidad de Ciudad del Cabo. Es una colaboración amplia, con financiación que incluye un ERC Advanced Grant/UKRI Frontiers Research Grant, y con competencias complementarias que van desde la radioastronomía de alta sensibilidad a la espectroscopía óptica y el análisis numérico.

La pieza observacional central es MeerKAT, el array sudafricano de 64 antenas en el Karoo, uno de los radiotelescopios más sensibles del mundo en banda L. Dentro de MIGHTEE, un cartografiado profundo del cielo en radio, surgió la pista: 14 galaxias en H I a la misma distancia y alineadas con precisión. Sobre esa columna vertebral se proyectaron después catálogos ópticos y espectroscópicos del Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) y del Sloan Digital Sky Survey (SDSS) para encajar la hebra en un filamento mayor y reconstruir el campo de velocidades de cientos de galaxias. El enfoque es de doble carril: la radio marca el gas —y con él, el suministro de combustible para formar estrellas—; la óptica mide con precisión las distancias y los desplazamientos al rojo que dibujan la cinemática a gran escala.

Varios detalles técnicos explican la nitidez del resultado. Primero, la cercanía del objeto (z = 0,032) permite separar mejor movimientos peculiares de efectos de proyección. Segundo, el hecho de que el filamento sea dinámicamente frío reduce el “ruido” de choques recientes y fusiones, habituales en entornos de mayor densidad. Tercero, el diseño del análisis: no basta con ver una pendiente de velocidades; se busca simetría alrededor del eje, correlación entre ubicación y sentido del giro, y consistencia entre lo que marcan las galaxias con H I y lo que indican los catálogos ópticos.

Por qué esto reordena el relato del giro galáctico

La rotación de las galaxias —de dónde sale su momento angular y cómo lo conservan— es una de las preguntas que más trabajo dan a la astrofísica moderna. Se conocen bien los ingredientes: acreción de gas a lo largo de filamentos, fusiones jerárquicas de sistemas más pequeños, torques gravitatorios debidos a la materia oscura. Falta medir cuánto pesa cada mecanismo en la práctica. Este filamento cercano viene a decir: la red cósmica no solo canaliza materia; también organiza el giro. Si las galaxias que crecen dentro de un filamento heredan su sentido de rotación y parte de su momento angular del propio filamento, se entiende por qué observamos alineamientos de ejes en muestras reales y por qué ese alineamiento cambia con el entorno.

Es más que un debate académico. Los alineamientos intrínsecos de galaxias —esa tendencia a orientarse no por lentes gravitatorias, sino por fuerzas de marea y flujos a gran escala— contaminan las medidas cosmológicas que buscan distorsiones minúsculas en la forma de millones de galaxias. Euclid y el Observatorio Vera C. Rubin necesitan mapas de calibración que digan dónde y cuánto se alinean o rotan las galaxias por causas no cosmológicas. Un caso tan cercano y completo como este permite ajustar esos modelos de sistema y reducir sesgos en parámetros delicados, desde la equación de estado de la energía oscura hasta los parámetros de crecimiento de estructuras.

También toca a las simulaciones. Las grandes simulaciones cosmológicas —con materia oscura, gas, formación estelar y retroalimentación de agujeros negros y supernovas— llevan tiempo prediciendo que los filamentos pueden girar. Pero reproducir a la vez ancho, longitud, estado dinámico y cinemática de este caso concreto sirve como prueba de estrés. Si el giro observado y el alineamiento de ejes requieren transferencias de momento angular más eficientes que las que incorporan hoy los modelos, habrá que revisar cómo fluye ese momento angular desde la gran estructura hacia las galaxias y cuánto lo modulan los procesos internos.

Una última derivada: la señal de rotación detectada no exige suponer una turbina exótica; cuadra con la idea de torques gravitatorios acumulados mientras el material cae a lo largo del hilo hacia nodos más densos. Es decir, física estándar aplicada a escalas poco exploradas con este detalle. Verlo tan claro en un entorno cercano convierte a este objeto en referencia para lo que viene.

El mapa cercano que faltaba para el giro galáctico

Una nota de método y otra de futuro. Por método: la combinación de MeerKAT/MIGHTEE con DESI y SDSS ilustra cómo se deben estudiar las estructuras a gran escala si queremos respuestas sólidas. La radio nos enseña el gas frío —el combustible—; la óptica aporta distancias y velocidades de precisión. En sistemas dinámicamente fríos, como éste, el “mapa” resultante hace visible el flujo de momento angular. Por futuro: replicar el análisis en nuevos filamentos cercanos será prioritario. MeerKAT sigue tomando datos; MIGHTEE continúa; y el Square Kilometre Array (SKA) multiplicará la sensibilidad y la velocidad de cartografiado en la próxima década. El catálogo de “hebras vivas” de la telaraña cósmica —con giro medido, alineamientos cuantificados y entornos bien caracterizados— crecerá.

Quedan dudas operativas que merecen seguimiento. ¿El sentido del giro se mantiene a lo largo de todo el filamento o cambia cerca de nodos y cúmulos? ¿El estado dinámicamente frío es temporal, propio de una fase joven, o puede sostenerse durante miles de millones de años? ¿Vemos con más facilidad los casos “ejemplares” —donde la rotación es más limpia— y estamos dejando atrás filamentos con señales mixtas? Son preguntas medibles. Con más objetos como éste, líneas de visión diversas y análisis homogéneos, será posible trazar una función de giro de la red cósmica en el universo cercano.

El contexto mediático —el “tornado” de galaxias, el “probablemente el objeto giratorio más grande”— no es un adorno. Resume con acierto lo que miden los datos: coherencia de rotación a escala de decenas de millones de años luz, con galaxias y gas en la misma coreografía. La cautela del “probablemente” también es justa: la astronomía es acumulativa, y nuevos candidatos —más lejanos, más densos o más extensos— podrían emparejar o superar este récord a medida que mejoren los sondeos. De momento, el filamento de z = 0,032 ofrece la fotografía más nítida de cómo la telaraña no solo sostiene el universo, también lo pone a girar.

El cierre lo marca una imagen mental sencilla que Lyla Jung ha usado para explicar el fenómeno: la atracción de los “tacitas de té” de feria. Cada galaxia es una taza que gira sobre sí misma; la plataforma entera —el filamento— también rota. Ese doble movimiento ordena cómo se alimenta y cómo crece una galaxia. Y por primera vez lo vemos nítido en un mapa cercano. Mădălina Tudorache lo ha resumido con otra imagen potente: este filamento es un “registro fósil” de los flujos cósmicos. Con más mapas así, quedará menos misterio y más medida en algo tan elemental como por qué nuestras galaxias —la Vía Láctea incluida— giran como giran.