La formación y evolución de un cúmulo de galaxias, en un vídeo de cuatro minutos

El Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) ha realizado un vídeo de 4 minutos en el que simula la formación y evolución de un cúmulo de galaxias. Esta simulación ha sido posible gracias a la capacidad de cálculo del superordenador Teide-HPC, el segundo más potente de España.

"La simulación traza la evolución de un solo cúmulo galáctico, una superestructura cósmica consistente en la agrupación de galaxias que se mantienen cohesionadas por la fuerza de la gravedad", explica el IAC en un comunicado, en el que añade que en la animación se puede apreciar cómo, a estas escalas, "la materia ordinaria del Universo se agrupa en filamentos interconectados sobre enormes vacíos cósmicos, al igual que la estructura de una esponja, como consecuencia del movimiento del gas intergaláctico, la atracción gravitatoria entre galaxias y la interacción con la materia oscura".

También muestra la distribución de los halos, "estructuras resultantes del cruce entre varios filamentos en las que se forman y evolucionan las galaxias". En la animación, estos halos son atraídos por el cúmulo hacia su centro hasta formar el embrión de un supercúmulo de más de mil billones de masas solares.

La intensidad del brillo "muestra las distintas densidades del gas cósmico". La temperatura se representa a través del color, siendo el rojo la temperatura más elevada, unos 10 millones de grados. Explica el IAC que la simulación "se ha realizado utilizando una técnica llamada “zoom in”, que permite concentrar toda la capacidad de cálculo en una región pequeña dentro de un volumen cosmológico o cubo periódico en el que se reproduce, de forma continua, la distribución de la materia de una amplia sección del Universo".

El cubo utilizado tiene una longitud de 1.600 millones de años luz en cada lado y cubre un intervalo temporal de 13.000 millones de años, casi la edad del Universo: "El volumen incluye 20.000 cúmulos galácticos y se ha estimado la distribución de masas y la cantidad de materia presentes en los halos de formación de galaxias que los rodean".

En la simulación completa se prevé que se formen varios centenares de galaxias en cada cúmulo por lo que se podrá llegar a simular con una resolución sin precedentes varios millones de galaxias, algunas de ellas de un tamaño similar a las que integran el Grupo Local de galaxias, unas 10 veces más pequeñas que las Nubes de Magallanes. Además de la masa, también se tendrán en cuenta propiedades como la forma, el tamaño, la velocidad de formación estelar, la cantidad de elementos pesados existentes y la evolución de las estrellas de cada una de las galaxias.