Cuáles son los objetos más grandes del Universo?
El espacio es inmenso. Imaginar lo vasto que es el Universo a veces puede resultar alucinante, incluso para algunos de los objetos más modestos. Hay algunos que son realmente enormes, pero ¿cuáles son los más grandes de los grandes?
En los últimos años se han descubierto miles de exoplanetas potenciales. Los más grandes son gigantes gaseosos similares a Júpiter, como HAT-P-32b en Andrómeda. Su radio es aproximadamente el doble del de Júpiter, aunque su masa es ligeramente inferior.
«HAT-P-32b es un Júpiter caliente, un tipo de planeta gaseoso gigante cercano», afirma Ming Zhao, investigador asociado del Departamento de Astronomía y Astrofísica de la Universidad Estatal de Pensilvania.
El planeta sólo orbita a 0.034 UA de su estrella anfitriona, una décima parte del radio de Mercurio.
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«Experimenta una irradiación abrasadora y tiene una temperatura de casi 1.800ºC. Esto hincha su tamaño»
Cuando subimos la escala un peldaño y nos fijamos en las estrellas más grandes, hay varios contendientes. Se cree que la hipergigante UY Scuti mide más de 1.700 veces el radio del Sol, pero hay mucha variación, ya que la estrella crece y se encoge durante un ciclo de 740 días.
NML Cygni no se queda atrás, con 1.642 radios solares, y su enorme tamaño se debe a que las 50 masas terrestres de gas que pierde cada año crean una cubierta a su alrededor, hinchándola hasta un tamaño enorme. Varía en una ventana de 940 días.
Cualquiera que sea el verdadero líder, es poco probable que permanezca allí por mucho tiempo. Estas estrellas se encuentran en las últimas etapas de su vida y les quedan, como mucho, unos pocos millones de años antes de convertirse en supernovas, dejando tras de sí una gloriosa nebulosa.
Estas colecciones de gas y polvo pueden encontrarse por toda nuestra Galaxia, aunque la más grande que conocemos se encuentra más allá de ella, a 160.000 años luz, en la Gran Nube de Magallanes.
La nebulosa de la Tarántula es una enorme región HII de 600 años luz de diámetro. Si se intercambiara con la nebulosa de Orión, mucho más cercana, cubriría la misma superficie del cielo que 60 lunas llenas y sería lo suficientemente brillante como para proyectar sombras.
La nebulosa alberga el supercúmulo estelar R136, hogar de algunas de las estrellas más masivas y brillantes conocidas, que causan esta gloriosa nebulosa.
Sin embargo, cuando miramos a los participantes más grandes en la siguiente muesca de la escala de tamaño cósmico, las galaxias, es poco probable que tengan alguna nebulosa impresionante.
Una guía de medidas cósmicas:
Las mayores galaxias son elípticas, enormes conjuntos de estrellas que se forman cuando dos o más galaxias más pequeñas chocan y se fusionan, eliminando todo el gas y el polvo en el proceso.
La mayor galaxia elíptica conocida es IC 1101 en Virgo. Con 5,8 millones de años luz de diámetro, tiene más de 50 veces el diámetro de la Vía Láctea.
Formada por 100 billones de estrellas, no sólo inundaría la Vía Láctea, sino que también abarcaría la galaxia de Andrómeda y gran parte del Grupo Local.
Aunque las galaxias son las cosas más grandes que se pueden mirar a través de un telescopio y reconocer, hay estructuras que son aún más grandes. Las galaxias se agrupan en cúmulos, y el más extremo que se conoce actualmente es El Gordo.
«A lo largo de la vida del Universo, los cúmulos de galaxias crecen. El Gordo es de una época en la que el Universo tenía la mitad de años que ahora, pero para su época es el más extremo», dice el profesor Jack Hughes, de la Universidad de Rutgers.
Aunque la bestia de un cúmulo es tan grande que es difícil estimar su tamaño, se cree que tiene entre 10 y 30 millones de años luz de diámetro.
«Si nos fijamos en lo que esperamos que sea la masa de los cúmulos a esa distancia, El Gordo está cerca del límite de lo que esperaríamos encontrar en todo el cielo: un objeto único en el Universo», dice Hughes.
Como está a más de 8.000 millones de años luz, lo estamos viendo como era hace 8.000 millones de años. Aunque los cúmulos que vemos en el Universo cercano son más grandes, después de varios miles de millones de años de evolución El Gordo habrá crecido hasta convertirse en un enorme behemoth.
Pero incluso estos cúmulos de galaxias no son lo más grande del Universo.
Los supercúmulos, formados por varios cúmulos de galaxias, son los objetos más grandes unidos gravitacionalmente que conocemos.
Se cree que el supercúmulo de Shapley es el más grande, con unos 650 millones de años luz, mientras que el supercúmulo de Laniakea (que contiene a la Vía Láctea y, por tanto, a nosotros) no está muy lejos, con 520 millones de años luz.
Estos son los objetos más grandes que conocemos actualmente. Pero Shapley y Laniakea se dirigen el uno hacia el otro. ¿Se están convirtiendo estos dos en parte de una estructura mayor todavía?
Se cree que la Red Cósmica es una gran red de cúmulos, unidos con filamentos de materia oscura y con galaxias tachonadas por todas partes.
Estos filamentos forman paredes gigantescas: la Gran Muralla Hércules-Corona Borealis, por ejemplo, mide entre seis y 18 mil millones de años luz de longitud.
Es tan grande que se cree que supera los límites de lo grande que puede ser algo, rompiendo el límite de tamaño cósmico o el principio cosmológico.
«El principio cosmológico significa que, a escalas muy grandes, el Universo tiene el mismo aspecto en todos los lugares y la misma densidad en todas las direcciones», afirma Peter Coles, director de la Escuela de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Sussex.
«El problema es, ¿qué entendemos por ‘escalas significativamente grandes’?»
Como guía aproximada, el límite se sitúa en torno a 1.2.000 millones de años luz, pero se han encontrado varios objetos que supuestamente rompen este límite, como un grupo de 10 galaxias de rayos gamma que abarcan más de cinco mil millones de años luz.
Pero, ¿puede algo así llamarse realmente una estructura?
«Puedes tener una estructura que no esté muy fuertemente ligada gravitacionalmente, como un largo filamento de galaxias», dice Coles. «Podría tener varios cientos de millones de años luz de longitud, pero en realidad el efecto que tiene en el espacio-tiempo es muy pequeño.
Por muy vastas que sean estas estructuras, puede haber otras más grandes sin descubrir en las profundidades de nuestro Universo.
Sólo podemos ver una pequeña fracción de todo lo que hay que ver, y sin duda hay monstruos aún más grandes acechando en las profundidades de nuestra Galaxia y más allá.
Extendiendo los límites
Por todos los titanes que hemos encontrado en nuestro Universo, ¿podría haber un monstruo más grande ahí fuera? Los límites del diámetro físico pueden ser difíciles de precisar, ya que la masa, la temperatura, la composición y la edad influyen en su tamaño. Sin embargo, sus masas están mucho más acotadas.
Para un planeta el límite es una cuestión de definición: ¿cuándo un planeta grande se convierte en una estrella pequeña?
«El límite de masa entre un gigante gaseoso y una enana marrón está en torno a las 13 masas de Júpiter. Por debajo de este límite un objeto no estaría lo suficientemente caliente como para quemar deuterio, que es el punto en el que se convierte en una estrella», dice Ming Zhao.
De forma similar para las estrellas, hay un punto en el que su masa puede llegar a ser demasiado grande. Las estrellas equilibran la gravedad que las aplasta y la presión hacia fuera que se produce durante la fusión.
Este acto de equilibrio es estable hasta unas 150 masas solares en el Universo actual.
Pero hay algunas estrellas que rompen este límite, como la R136a1, que pesa 256 masas solares. Los investigadores no están seguros de cómo es posible, pero la teoría actual es que la estrella no se formó de esta manera.
En cambio, dos estrellas se fusionaron. Sin embargo, cuanto más grande es una estrella, más corta es su vida, y dentro de poco esta estrella explotará en una espectacular supernova.
Ocultos en la oscuridad
Si bien hay algunas estructuras enormes para ver en el Universo, algunas de las más grandes son invisibles.
Si miramos dentro de nuestro Sistema Solar, el objeto más grande es el Sol, pero su influencia se siente mucho más allá de su superficie.
Además de mantener a los planetas bajo control con la gravedad, el Sol tiene un enorme campo magnético, tan grande que las sondas Voyager sólo llegaron a su borde después de 35 años de viaje.
A escalas más grandes, las galaxias son mucho más grandes de lo que parecen a nuestros ojos. Se cree que el 95% de la Vía Láctea está formada por materia oscura invisible, que se extiende en una gran masa conocida como halo.
Es imposible medir exactamente hasta dónde llegan estos halos, y sólo sabemos de su presencia por la forma en que giran las galaxias.
Pero una de las mayores estructuras que existen no es materia oscura, ni siquiera luminosa. Está hecha de nada.
Cuando el satélite Planck confirmó la presencia de una mancha fría en la radiación cósmica de fondo de microondas, los investigadores se dieron cuenta de que habían encontrado un vacío gigante, el Supervacío de Eridanus, una de las mayores estructuras del Universo observable.
Elizabeth Pearson es editora de noticias de la revista BBC Sky at Night. Este artículo apareció originalmente en el número de enero de 2016 de BBC Sky at Night Magazine.