El Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha identificado el agujero negro supermasivo activo más distante hasta la fecha. Su galaxia anfitriona, conocida como CEERS 1019, existió apenas 570 millones de años después del Big Bang. Lo que distingue a esta antigua galaxia es el tamaño relativamente pequeño de su agujero negro en comparación con otros detectados en el universo primitivo. El Sondeo Científico de Liberación Temprana de la Evolución Cósmica (CEERS) del Webb, dirigido por Steven Finkelstein de la Universidad de Texas en Austin, proporcionó la evidencia de estos notables hallazgos.
“Hasta ahora, la investigación sobre objetos en el universo primitivo era en gran parte teórica”, dijo Finkelstein. “Con el Webb, no solo podemos ver agujeros negros y galaxias a distancias extremas, ahora podemos comenzar a medirlos con precisión. Ese es el tremendo poder de este telescopio”.
Antiguo pero pequeño para los estándares supermasivos
CEERS 1019 es notable por su existencia antigua y la masa relativamente ligera de su agujero negro, que es aproximadamente nueve millones de veces la masa de nuestro Sol. Este es significativamente menos masivo que otros agujeros negros del universo primitivo detectados con diferentes telescopios.
Por lo general, estos gigantescos agujeros negros contienen más de mil millones de masas solares y son más fáciles de detectar debido a su brillo resultante de la materia consumida. Por el contrario, el agujero negro en CEERS 1019 es más comparable en tamaño al del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, que tiene unas 4,6 millones de veces la masa del Sol.
Sin embargo, este agujero negro sigue siendo difícil de explicar a pesar de su tamaño más pequeño dada su formación temprana. La existencia de agujeros negros más pequeños en el universo primitivo se ha teorizado durante algún tiempo, pero las observaciones de Webb ahora han proporcionado evidencia definitiva. Vale la pena señalar que otras afirmaciones de agujeros negros aún más distantes identificados por el JWST están siendo objeto de una revisión rigurosa por parte de la comunidad astronómica.
Rebecca Larson, miembro del equipo de CEERS, de la Universidad de Texas en Austin, enfatizó la gran cantidad de líneas espectrales disponibles para el análisis, haciendo que las observaciones sean similares a las de los agujeros negros en galaxias cercanas a la nuestra. Una línea espectral es parte de un espectro de luz que es más débil o más fuerte que el resto. Esto es causado por la emisión o absorción de luz en un rango de frecuencia pequeño en comparación con las frecuencias cercanas. Las líneas espectrales se utilizan a menudo para identificar átomos y moléculas.
“Mirar este objeto distante con este telescopio es muy parecido a mirar datos de agujeros negros que existen en galaxias cercanas a la nuestra”, dijo Larson, quien dirigió este descubrimiento. “¡Hay tantas líneas espectrales para analizar!”
Los investigadores también examinaron las características visuales de CEERS 1019 y descubrieron que aparecía como tres grupos brillantes en lugar de un solo disco circular. Esta estructura peculiar los llevó a especular que una fusión de galaxias puede ser responsable de impulsar la actividad en el agujero negro, lo que, a su vez, podría conducir a una mayor formación de estrellas.
Además de CEERS 1019, el equipo de CEERS Survey identificó dos pequeños agujeros negros más. El primero, ubicado dentro de la galaxia CEERS 2782, fue fácilmente distinguible ya que ningún polvo obstruía la vista de Webb. Su existencia se remonta a tan solo 1.100 millones de años después del Big Bang. El segundo agujero negro, en la galaxia CEERS 746, surgió un poco antes, alrededor de mil millones de años después del Big Bang. Aunque parcialmente oscurecido por el polvo, su brillante disco de acreción indica que la galaxia también está experimentando una intensa formación estelar.
Estos dos agujeros negros, como el de CEERS 1019, se consideran “pesos ligeros” en comparación con los agujeros negros supermasivos conocidos anteriormente a distancias similares. Son aproximadamente 10 millones de veces la masa del Sol. El miembro del equipo Dale Kocevski de Colby College señaló que los agujeros negros de menor masa pueden ser más abundantes en el universo primitivo de lo que se pensaba anteriormente.
“El agujero negro central es visible, pero la presencia de polvo sugiere que podría estar dentro de una galaxia que también está bombeando estrellas con furia”, dijo Kocevski. “Los investigadores saben desde hace mucho tiempo que debe haber agujeros negros de menor masa en el universo primitivo. Ahora creemos que los agujeros negros de menor masa podrían estar por todas partes, esperando ser descubiertos”.
Los espectros sensibles del JWST también proporcionaron mediciones precisas de las distancias y las edades de las galaxias en el universo primitivo. Los investigadores identificaron 11 galaxias entre 470 y 675 millones de años después del Big Bang. A pesar de estar extremadamente distantes, estas galaxias están experimentando una rápida formación estelar y están menos enriquecidas químicamente que las galaxias más cercanas. En el futuro, los datos del JWST también se pueden usar para explicar cómo se formaron los primeros agujeros negros, revisando los modelos de los investigadores sobre cómo crecieron y evolucionaron los agujeros negros en los primeros cientos de millones de años de la historia del universo.
Fuente: ZME Science.
