La distribución de masa en y alrededor del Grupo Local

La forma oculta de nuestro vecindario cósmico

Cuando miramos al cielo nocturno, es fácil imaginar que las galaxias que nos rodean están esparcidas al azar por el espacio. Sin embargo, nuestro propio vecindario cósmico, la región dominada por la Vía Láctea y la galaxia de Andrómeda, oculta una estructura sorprendente que ha desconcertado a los astrónomos durante décadas. Este artículo explora cómo se dispone la materia invisible alrededor del Grupo Local y muestra que nuestro rincón del Universo no es aproximadamente esférico, como se suponía, sino que se extiende en una vasta y delgada “plataforma” cósmica rodeada por enormes regiones vacías.

Por qué los movimientos de las galaxias parecían misteriosamente tranquilos

Los astrónomos solo pueden pesar indirectamente al Grupo Local, porque la mayor parte de su masa es materia oscura que no emite luz. Durante más de medio siglo, un método clave ha tratado a la Vía Láctea y a Andrómeda como dos cuerpos que partieron juntos en el Big Bang y desde entonces se han atraído mutuamente por la gravedad. Este enfoque de “temporización” sugiere que juntas contienen varios billones de veces la masa del Sol, más de lo que puede observarse en sus estrellas y gas. Una técnica muy distinta examina cómo las galaxias cercanas se alejan de nosotros con la expansión del Universo. En principio, masa adicional debería perturbar notablemente este flujo hacia afuera. En cambio, las observaciones muestran una expansión sorprendentemente suave, “tranquila”, alrededor del Grupo Local, con solo pequeñas desviaciones respecto de la expansión de Hubble, aparentemente en tensión con las estimaciones de masa elevadas.

Construyendo universos digitales que se parecen al nuestro

Para resolver esta tensión, los autores crearon detalladas simulaciones por ordenador de Universos posibles que obedecen el modelo cosmológico estándar, en el que la materia oscura fría y la energía oscura moldean la estructura cósmica. Usando un marco estadístico sofisticado llamado BORG, generaron muchos conjuntos de condiciones iniciales que, al evolucionar en el tiempo, producen un Grupo Local muy semejante al real. La Vía Láctea y Andrómeda simuladas acaban con las masas, posiciones y movimiento relativo correctos, y los movimientos de 31 galaxias cercanas cuidadosamente escogidas coinciden con sus velocidades de recesión medidas. Estas simulaciones condicionadas, refinadas con ejecuciones de alta resolución, forman un conjunto de 169 “gemelos digitales” de nuestro vecindario cósmico.

Una vasta plataforma de materia oscura y gigantescos huecos

Cuando los investigadores examinaron la distribución combinada de materia en estas simulaciones, emergió una imagen clara: la masa cerca del Grupo Local no está dispuesta como una bola aproximadamente redonda, sino como una lámina aplanada que se extiende al menos 10 millones de años luz. Dentro de este plano, la densidad de materia es aproximadamente el doble de la media cósmica, y en realidad aumenta al desplazarse varios millones de años luz desde el Grupo Local. Por encima y por debajo de la lámina yacen regiones profundamente subdensas —vacíos cósmicos— donde la materia representa solo alrededor de una cuarta a una tercera parte de la densidad media. Esta disposición refleja de cerca características conocidas trazadas por galaxias visibles, como la llamada Hoja Local y los vacíos cercanos, mostrando que el brillo de las galaxias sigue de forma amplia la ubicación de la materia oscura oculta a estas escalas.

Cómo un plano de masa calma el flujo cósmico

Esta geometría tipo lámina resulta ser la clave para el enigma de la expansión local tranquila. En una distribución de masa esférica, la atracción sobre una galaxia a una distancia dada depende casi por completo de la cantidad de masa que yace dentro de su órbita. Añadir más materia en cualquier lugar cercano solo aumentaría la atracción hacia dentro y perturbaría más fuertemente el flujo de Hubble. En una lámina plana, sin embargo, la materia situada más lejos en el plano ejerce fuerzas laterales que cancelan en parte la atracción hacia dentro sobre galaxias más próximas al centro. Las simulaciones muestran que las galaxias por encima y por debajo de la lámina caen con fuerza hacia ella, mientras que las que están dentro de la lámina derivan solo suavemente hacia el Grupo Local en unos ~2,5 megapársecs y, a distancias mayores, son en realidad empujadas hacia fuera. En conjunto, los movimientos aleatorios se mantienen muy pequeños, incluso más pequeños de lo que señalaban las observaciones, y sin embargo la masa total de la Vía Láctea y Andrómeda permanece alta y coherente con las estimaciones de temporización.

Qué implica esto para nuestro lugar en el Universo

Este trabajo demuestra que no hace falta abandonar el panorama estándar de un Universo lleno de materia oscura fría y energía oscura para explicar el tranquilo flujo de Hubble que nos rodea. El aparente choque entre halos galácticos masivos y la suave expansión local desaparece una vez que reconocemos que la masa alrededor del Grupo Local está configurada como una delgada y extensa lámina flanqueada por grandes vacíos, en lugar de una esfera. Los autores predicen que los movimientos deberían ser fuertemente direccionales, con una caída particularmente rápida desde las regiones subdensas por encima y por debajo de la lámina —un efecto que apenas ha sido probado porque pocas galaxias conocidas trazan esas regiones de alta latitud en las proximidades. Descubrir más galaxias pequeñas e aisladas en esas direcciones proporcionará una comprobación crucial de esta arquitectura recién revelada de nuestro hogar cósmico.

Cita: Wempe, E., White, S.D.M., Helmi, A. et al. The mass distribution in and around the Local Group. Nat Astron 10, 548–553 (2026). https://doi.org/10.1038/s41550-025-02770-w

Palabras clave: Grupo Local, materia oscura, red cósmica, flujo de Hubble, dinámica galáctica