Quipu (astronomía)

Su descubrimiento se anunció el 31 de enero de 2025 mediante la prepublicación en arXiv de un artículo aceptado por la revista Astronomy and Astrophysics. Quipu y otras dos superestructuras —la de la Serpens y la Corona Borealis, por un lado, y la del Escultor y Pegaso , por el otro—^[6] fueron descubiertas por el equipo internacional de investigación dirigido por Hans Böhringer, gracias a los datos recopilados como parte del sondeo CLASSIX, basado en datos del satélite de rayos X ROSAT. Quipu y las cinco estructuras descubiertas en el mismo estudio, abarcan solo alrededor del 13 % del volumen investigado, pero contienen aproximadamente el 45 % de los cúmulos de galaxias, el 30 % de las galaxias y el 25 % de la masa de esta región.

La inmensa escala y la intrincada organización de la estructura la convierten en un hito en la cosmología.

Fue bautizada como Quipu en honor al sistema para contar y almacenar números mediante cuerdas anudadas de la civilización inca, que Böhringer tuvo la oportunidad de observar en un museo cerca de Santiago de Chile, mientras trabajaba en el Observatorio Europeo Austral.^[7][4]

Quipu se caracteriza por su forma filamentosa, con densas regiones de cúmulos y supercúmulos de galaxias conectados por hilos más delgados de galaxias, gas y materia oscura. Estos filamentos se cruzan formando «nudos», donde residen cúmulos de masivos de galaxias. Entre los filamentos se encuentran vastos vacíos cósmicos, regiones de densidad extremadamente baja que contribuyen a la arquitectura general de la superestructura.

Los componentes principales de Quipu incluyen:

• Cúmulos y supercúmulos de galaxias: son las regiones más visibles y densas de la estructura, que contienen miles de galaxias unidas entre sí por la gravedad.

• Gas intergaláctico: el gas caliente impregna los filamentos y es detectable mediante observaciones de rayos X.

• Materia oscura: la mayor parte de la masa de Quipu está compuesta de materia oscura, que proporciona la estructura gravitacional a la materia visible.

Su masa total estimada es de aproximadamente 2,0 a 2,4 × ^10¹⁷ masas solares, principalmente en forma de materia oscura. Si bien Quipu abarca solo alrededor del 13 % del volumen estudiado, contiene alrededor del 45 % de los cúmulos de galaxias, aproximadamente el 30 % de las galaxias y alrededor del 25 % de la materia total de esta región. Esta fuerte concentración de masa es un rasgo característico de las estructuras extendidas a gran escala.

Aplicando la definición de supercúmulo de galaxias que el equipo del astrónomo Chon propuso en 2015 tras el descubrimiento, el año anterior, de Laniakea, Quipu no sería un supercúmulo porque no estaría destinado a colapsar en un único objeto, sino a dividirse en varias unidades que colapsarán en objetos distintos.

En la esfera celeste, Quipu se extiende por las constelaciones meridionales de Pictor y Carina, Puppis y Columba, Lepus, Eridanus, la constelación zodiacal de Tauro, la constelación septentrional de Triangulum y Perseo.

Abarca aproximadamente 428 Mpc (unos 1400 millones de años luz) y se encuentra en la región z ≈ 0,027–0,065. Abarca extensas áreas del cielo norte y sur (ascensión recta de 27,7° a 119,4°, declinación de −69,8° a +51,7°), y su estructura filamentosa está compuesta por al menos 68 cúmulos de galaxias.

La zona de evitamiento oculta parte de la superestructura, que podría extenderse más allá del borde visible, hacia el Supercúmulo de Vela.^[8]

La existencia de Quipu no solo proporciona información sobre la distribución a gran escala de la materia, sino que, según el análisis, también influye en los parámetros cosmológicos: así, la distribución no homogénea de la materia puede provocar movimientos de flujo a nivel local, influir y dificultar la medición de la constante de Hubble y generar anisotropías en el fondo cósmico de microondas, como el efecto Sachs-Wolfe integrado. En las simulaciones Lambda-CDM se pueden reproducir estructuras comparables,lo que respalda la plausibilidad teórica.^[9]

Quipu es de gran interés para los cosmólogos porque desafía nuestra comprensión de la estructura a gran escala del universo y los procesos que impulsan su formación. Su inmensa escala pone a prueba los límites del principio cosmológico, que asume que el universo es homogéneo e isótropo a gran escala. La existencia de una estructura tan masiva proporciona datos valiosos para refinar los modelos de evolución cósmica, incluyendo el papel de la materia oscura y la energía oscura.

Quipu ofrece una visión única de cómo las pequeñas fluctuaciones de densidad en el universo primitivo evolucionaron para formar estructuras a gran escala como cúmulos y filamentos de galaxias.

La estructura de Quipu se forma por la interacción entre la materia oscura (que proporciona atracción gravitacional) y la energía oscura (que impulsa la expansión acelerada del universo). Estudiarla nos ayuda a comprender cómo estos dos componentes influyen en la evolución cósmica.

El denso entorno de los cúmulos y filamentos de Quipu influye en la formación y evolución de las galaxias, proporcionando un laboratorio natural para estudiar estos procesos.

Con una longitud de aproximadamente 428 Mpc, Quipu supera significativamente la Gran Muralla Sloan (aproximadamente 328 Mpc o ~1.1 mil millones de años luz) y, por lo tanto, se considera la estructura confirmada más grande en el universo local. Otras estructuras significativas como Laniakea o la Gran Muralla de Hércules-Corona Boreal, aunque más grandes o más lejanas, hasta ahora han sido mapeadas de manera menos completa.

Observar Quipu en su totalidad supone un reto considerable debido a su inmensa escala y a las limitaciones de la tecnología de observación actual. Si bien se han cartografiado partes de la estructura, aún no se conoce en su totalidad su extensión completa. Los futuros telescopios, como el Observatorio Vera C. Rubin, y misiones espaciales, como la Euclid de la Agencia Espacial Europea, deberían proporcionar mapas más detallados de la estructura a gran escala, lo que podría revelar características adicionales de Quipu.