El Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha detectado el agujero negro más antiguo jamás visto, un antiguo monstruo con la masa de 1,6 millones de soles que acecha 13 mil millones de años en el pasado del universo.
El Telescopio espacial James Webbcuyas cámaras le permiten retroceder en el tiempo hasta los inicios de nuestro universo, detectó el agujero negro supermasivo en el centro de la joven galaxia GN-z11 sólo 440 millones de años después de que comenzara el universo.
Y la ruptura espacio-temporal no es la única, es una de las innumerables agujeros negros que se atiborraron hasta alcanzar proporciones aterradoras durante el amanecer cósmico, el período de unos 100 millones de años después de la Big Bang cuando el joven universo comenzó a brillar durante mil millones de años.
No está claro cómo los remolinos cósmicos aumentaron en escala tan rápidamente después de que comenzó el universo. Pero buscar una respuesta podría ayudar a explicar cómo los agujeros negros supermasivos actuales, que anclan galaxias enteras, incluida nuestra Vía Láctea, crecieron hasta alcanzar tamaños tan alucinantes. Los investigadores publicaron sus hallazgos a principios de este año en la base de datos preimpresa. arXivpero la investigación aún no ha sido revisada por pares.
Los agujeros negros en el universo primitivo «no pueden crecer silenciosa y suavemente como lo hacen muchos agujeros negros en el universo local». [present-day] universo», autor principal Roberto Maiolino, dijo a Live Science un profesor de astrofísica de la Universidad de Cambridge. «Deben experimentar algún nacimiento o formación peculiar y algún crecimiento peculiar».
Más cerca de la actualidad, los astrónomos creen que los agujeros negros nacen del colapso de estrellas gigantes. Pero cualquiera que sea su origen, crecen alimentándose incesantemente de gas, polvo, estrellas y otros agujeros negros. Mientras se alimentan, la fricción hace que el material que gira en espiral hacia las fauces de los agujeros negros se caliente y emitan luz que puede ser detectada por telescopios, convirtiéndolos en los llamados núcleos galácticos activos (AGN).
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Los AGN más extremos son los cuásares, agujeros negros supermasivos que son miles de millones de veces más pesados que el Sol y arrojan sus capullos gaseosos con ráfagas de luz billones de veces más luminosas que las estrellas más brillantes.
Debido a que la luz viaja a una velocidad fija a través del vacío del espacio, cuanto más profundamente miran los científicos en el universo, más luz remota interceptan y más más atrás en el tiempo ellos ven. Para detectar el agujero negro en el nuevo estudio, los astrónomos escanearon el cielo con dos cámaras infrarrojas (el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) y la cámara de infrarrojo cercano del JWST) y utilizaron los espectrógrafos incorporados en las cámaras para descomponer la luz en sus frecuencias de los componentes.
Al deconstruir estos débiles destellos de los primeros años del universo, encontraron un pico inesperado entre las frecuencias contenidas en la luz, una señal clave de que el material caliente alrededor de un agujero negro estaba irradiando débiles rastros de luz a través del universo.
Las explicaciones más populares de cómo estos primeros agujeros negros crecieron tan rápido son que se formaron a partir del colapso repentino de nubes de gas gigantes o que surgieron de muchas fusiones entre grupos de estrellas y agujeros negros.
Sin embargo, los astrónomos no han descartado que algunos de estos agujeros negros podrían haber sido sembrados por supuestos agujeros negros «primordiales», que se cree que se crearon momentos después (y en algunas teorías incluso antes) de que comenzara el universo.
«No está tan claro que [direct collapse] «Es la única manera de crear un agujero negro, porque se necesitan algunas circunstancias especiales para que esto suceda», dijo Maiolino. «Se necesita que sea una nube prístina, pero que aún no se haya enriquecido con elementos pesados creados por las primeras estrellas, y una eso es bastante masivo: desde 10.000 hasta un millón de masas solares».
Para evitar que una nube de este tipo se enfríe demasiado rápido y colapse primero en estrellas masivas, también debe recibir luz ultravioleta, probablemente procedente de una galaxia o un agujero negro cercano.
«Entonces se necesita esta condición peculiar en la que la nube no se enriquece [by absorbing exploded star material]»Pero también está al lado de otra galaxia que está produciendo muchos fotones», dijo Maiolino. «Así que no necesariamente estamos buscando un único escenario, en realidad dos o más de ellos podrían estar en juego».