Laniakea es una palabra hawaiana que hace referencia al enorme cielo que se puede imaginar en la noche. Los polinesios fueron capaces de, usando la astronomía, realizar navegaciones por todo el Pacífico quince siglos antes de que los europeos aprendieran a hacerlo. También es, Hawaii, uno de los puntos del planeta donde los astrofísicos miran lo profundo del cielo para intentar entenderlo. Hoy la revista Nature publica unos resultados que permiten tener el primer mapa detallado de nuestro lugar en el Universo. Ese lugar al que han llamado, precisamente, "Laniakea".

Se trata de un nuevo mapa del Universo dirigido por el astrofísico R. Brent Tully, del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawaii, que junto con diversos proyectos por todo el mundo intentan, desde hace más de 30 años, permitirnos tener una idea de cómo es la estructura a gran escala del Universo. Precisamente, a finales de los años 80, los nuevos telescopios y los detectores CCD permitieron acometer proyectos de cartografiado sistemático de galaxias lejanas: a partir de las características de su luz se podían usar escalas y estimar las distancias, de manera que los primeros mapas en 3D de las galaxias comenzaron a desvelar cómo se agrupaba la materia.

Diferentes escalas de estructura

Las estrellas como el Sol forman parte de galaxias. La nuestra, la Vía Láctea (por cierto, que se dice lalani en hawaiano, con la misma raíz del nombre de nuestro supercúmulo local) forma parte de un pequeño grupo de  unas 30 galaxias, siendo la más masiva la denominada M31, la Galaxia de Andrómeda, el objeto observable a simple vista más lejano, situada a 2,5 millones de años-luz. La otra galaxia importante del llamado Grupo Local es M33, la Galaxia del Triángulo, a 2,8 millones de años-luz. Esta agrupación no tiene más de 10 millones de años luz de lado y fue identificado como una estructura dinámica en los años 30 por Edwin Hubble, uno de los primeros astrofísicos en intentar entender lo que comenzaba a llamarse "el zoo extragaláctico": una abundancia de formas en las galaxias, desde espirales a irregulares pasando por formas elípticas, que además se distribuía de forma caprichosa (un "pudin de pasas") en un Universo en expansión.

El descubrimiento en el cielo de otros cúmulos similares, y algunos mucho más grandes que nuestro Grupo Local, conteniendo entre 50 y 1000 galaxias, y formando estructuras que a veces indicaban que había más materia de la que se veía, a menudo conteniendo una galaxia gigante en la zona central, parecía establecer una estructura del Universo en la que los cúmulos de galaxias se repartían de forma más o menos uniforme en el Universo. 

Mapa 3D del Grupo Local (wikipedia)

Materia oscura y supercúmulos

Pero en los años 80 se descubrieron estructuras más grandes aún, que se denominaron supercúmulos de galaxias. Además, como comentábamos, los estudios de dinámica de las galaxias y los cúmulos indicaban que la materia no visible superaba en 5 veces a la visible. Esa materia oscura, que tenía también interés cosmológico, se convirtió en uno de los campos de investigación nacientes con los nuevos telescopios de más de 6 m de diámetro.

Nuestro Grupo Local, con otros cúmulos forma parte del llamado Supercúmulo Local, una estructura con unos 600 millones de años luz de lado, siendo el gran Cúmulo de Virgo el mayor de los que se agrupan en torno a un centro de masas que se pudo identificar en 1986, el llamado Gran Atractor. Nuestro supercúmulo es una estructura colosal, con una materia equivalente a 1.000 billones de masas solares. ¿Hay estructuras mayores? Los astrofísicos, y Brent Tully comenzaba ya a ser uno de los destacados, comenzaron proyectos para realizar mapeados más ambiciosos y completos del Universo, identificando y estimando las distancias a las galaxias, los cúmulos y los supercúmulos, que además resultaban condicionantes fundamentales a los posibles modelos de formación y evolución del Universo: la cosmología observacional necesitaba del estudio de estas estructuras.

Supercúmulo Local (o de Virgo) Fuente: wikipedia

¿Cúmulos de supercúmulos?

La existencia de estructuras más grandes parecía imposible en el marco de la cosmología, porque no habría habido tiempo, ni materia suficiente, para crear estructuras mucho mayores. Sin embargo, el viaje hacia el conocimiento del modelo actualmente aceptado del Universo no había hecho más que comenzar. Robert Brent Tully identifico en el año 87 una enorme estructura, el Complejo de Supercúmulos Pisces-Cetus. No era un cúmulo homogéneo, sino más bien un filamento que evidenciaba que los cúmulos de galaxias se agrupaban en estructuras mayores, pero no de forma simplemente jerárquica, sino en un espacio lleno de enormes vacíos y filamentos en los que se agrupaba la materia.

Con los años, la cosmología observacional ha podido localizar grandes estructuras, llamadas a veces "muros" que llegan a tener más de 1.000 millones de años-luz de longitud. Y ese mapa, que además es dinámico, porque estas estructuras han ido evolucionando a lo largo de la historia del Universo debido a la acción de la materia (oscura y visible) y, como se supo a partir del año 2000, también por la energía de repulsión que acelera la expansión del Universo, la conocida energía oscura. En cualquier caso, las grandes estructuras son más difusas de lo que se creía hace unos decenios, y se ha visto que era necesario obtener mayor precisión en la cartografía del Universo.

El Universo relativamente cercano: representación 3D de los supercúmulos cercanos. (Fuente: wikipedia)

El diablo está en los detalles...

Esta relación de estructuras deja, en efecto, mucho detalle por conocer. Y los modelos cosmológicos necesitan cada vez observaciones con mayor resolución para poder obtener los parámetros más finos que permiten ajustar las teorías y la observación de manera adecuada. La observación, por ejemplo, de la radiación de fondo cosmológica, proporciona un marco con el que comparar por un lado los modelos, la cartografía detallada de las distribuciones de las galaxias y los cúmulos, otra, las mediciones precisas de distancias a partir de la observación de supernovas lejas... son métodos observacionales independientes, pero que convergen al llamado modelo cosmológico estándar, el conocido popularmente como Big Bang.

Y ahí es donde se enmarca este nuevo hallazgo publicado en Nature por el equipo internacional de Brent Tully, que proporciona un mapa más detallado de la zona cercana a nuestro Supercúmulo Local, y que pone de manifiesto ese Gran Atractor que comenzó esta historia hace un cuarto de siglo. El poder de estos mapas es que, además de medir las posiciones de los objetos se tienen datos de sus velocidades, es decir, de su movimiento relativo, lo que permite entender las relaciones dinámicas (precisamente las que pusieron de manifiesto la existencia de ese atractor con gran densidad, y los filamentos más grandes, como el llamado "muro de Sloan", del proyecto internacional SDSS (Sloan Digital Sky Survey - Mapa del cielo digital de Sloan), que es actualmente el mapa más detallado de la gran estructura del Universo.

En la noticia de Nature donde se presentan las observaciones y los modelos realizados sobre esta región denominada Laniakea aparece un vídeo, que queremos también incluir en esta nota porque, si bien la narración está en inglés, visualmente resulta impresionante: podemos realmente imaginar un imposible viaje por estas estructuras del nuevo supercúmulo local y sus cercanías, donde la materia se agrupa en la forma que se ha podido medir. Las unidades, como en la imagen que abre el artículo son Mpc, es decir Megaparsecs, que es la unidad habitual para la cosmología observacional. Un parsec equivale a 3,26 años-luz (una medida muy popular en divulgación pero no en las publicaciones profesionales...).

Como se ve en el vídeo, el nuevo mapa amplía lo que se conocía antes como "supercúmulo local" (tiene unas 100 veces más masa), pero no elimina, como suele ser habitual en estos estudios, el conocimiento que teníamos antes: lo mejora. Y nadie duda de que en el futuro podremos seguir aumentando la resolución y entender mejor cómo se formaron estas estructuras en los últimos 13.000 millones de años de vida del Universo.

"The Laniakea Supercluster of Galaxies", R.B. Tully, H. Courtois, Y. Hoffman y D. Pomarede. Nature, 3 de septiembre de 2014