El telescopio James Webb ha logrado captar el agujero negro supermasivo más lejano visto hasta el momento. En su infancia, en el universo había agujeros negros supermasivos, pero menos masivos que los que podemos observar hoy en día. Algo que dificultaba su detección…
El agujero negro supermasivo más lejano observado gracias al telescopio Webb
La llegada del telescopio James Webb ha servido, también, para lograr observar agujeros negros supermasivos a más distancia de lo que era posible hasta ahora. Hay que recordar que, naturalmente, lo que se observa no es el agujero negro en sí, si no el disco de material que tiene a su alrededor, y que brilla intensamente al calentarse por la interacción con su entorno. Al repasar las imágenes tomadas hasta ahora, un grupo de investigadores ha encontrado el agujero negro supermasivo más lejano observado hasta la fecha.
Concretamente, se observa tal y como era cuando el universo tenía apenas 570 millones de años. Es un agujero negro supermasivo más bien pequeño, con una masa similar a la de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea, en lugar de las bestias más masivas del universo. Los investigadores también han descubierto otros dos agujeros negros más pequeños, en la infancia del cosmos, junto a casi una docena de galaxias extremadamente lejanas. Esto pinta un escenario que resulta muy intrigante sobre aquella etapa.
Los primeros resultados sugieren que los agujeros negros menos masivos, y las galaxias, podrían haber sido más comunes de lo pensado en las primeras etapas del cosmos. El agujero negro supermasivo más lejano, visto hasta ahora, está en la galaxia CEERS 1019 y es el menos masivo de todos los observados en esa época. Además, los otros dos identificados existieron cuando el universo tenía entre 1000 y 1100 millones de años. Además, se han observado once galaxias tal y como eran entre 470 y 675 millones de años después del Big Bang.
El telescopio James Webb ha sido el responsable de todas las observaciones
En el caso de CEERS 1019, lo más destacable no es solo durante cuánto tiempo existió, también la masa, más bien baja, de su agujero negro. Tiene alrededor de 9 millones de veces la masa del Sol, mucho menos que otros agujeros negros que existieron en la infancia del universo y que han sido observados por otros telescopios. Generalmente, estas bestias cósmicas tienen una masa de 1000 millones de veces la del Sol y son mucho más fáciles de observar por su enorme brillo, al estar absorbiendo grandes cantidades de material que se precipitan a su interior.
El de CEERS 1019, sin embargo, es más parecido a Sagitario A*. El agujero negro supermasivo de nuestra galaxia, hay que recordar, tiene 4,6 millones de veces la masa del Sol. Este agujero negro no es tan brillante como otros analizados y, a pesar de ser menos masivo, existió cuando el universo era todavía más joven. Por lo que resulta difícil explicar cómo pudo formarse tan rápido tras el Big Bang. Los investigadores han sospechado, desde hace tiempo, que en el universo tuvo que haber agujeros negros más pequeños.
Pero hasta la llegada de James Webb, no se había logrado detectar ninguno. De hecho, CEERS 1019 puede que no retenga su título durante mucho tiempo. Se cree que el telescopio ha detectado incluso otros agujeros negros más lejanos. Los datos de James Webb están repletos de información precisa. Por ello, confirmar lo observado es más bien simple. El equipo ha podido analizar su espectro con mucho detalle, determinando hasta cuál es la cantidad de gas que está absorbiendo, o la tasa de formación de estrellas de su galaxia…
El agujero negro supermasivo más lejano es, también, parte de un entorno muy activo
Los investigadores han observado que la galaxia está captando tanto gas como puede, y formando nuevas estrellas muy rápidamente. Visualmente, CEERS 1019 tiene el aspecto de tres cúmulos brillantes, en lugar de un disco circular. No es habitual, explican, ver tanto detalle en imágenes de objetos tan lejanos. Creen que la actividad del agujero negro podría deberse a una colisión entre galaxias. En el caso de los otros dos agujeros negros, el de la galaxia CEERS 2782 fue muy fácil de captar, al no haber polvo entorpeciendo la visión del telescopio.
Ese lo vemos tal y como era cuando el universo tenía 1100 millones de años. El segundo, de la galaxia CEERS 746, se observa tal y como era cuando el universo tenía 1000 millones de años. Ambos son, también, bastante ligeros en comparación a otras bestias cósmicas. Tienen alrededor de 10 millones de veces la masa del Sol. Hasta la llegada del telescopio, el entorno de estos tres agujeros negros era demasiado tenue como para poder captarlos. Con otros telescopios, parecían galaxias normales y corrientes, en proceso de formación de estrellas.
La precisión del telescopio Webb ha permitido realizar mediciones muy exactas de distancias y edad de las galaxias. Los datos que están recogiendo son muy detallados. Los investigadores han observado que las galaxias captadas (once en total) están formando estrellas muy rápidamente, pero no son tan ricas en elementos como las galaxias más cercanas a la Vía Láctea. Lo mejor de todo es que, en realidad, esto son solo los primeros resultados de la campaña CEERS. Habrá, sin duda, muchos otros hallazgos que serán todavía más impresionantes.
Estudios
Hay diferentes estudios publicados, en relación a estos hallazgos, todos ellos disponibles en arXiv:
R. Larson, S. Finkelstein, D. Kocevski et al.; «A CEERS Discovery of an Accreting Supermassive Black Hole 570 Myr after the Big Bang: Identifying a Progenitor of Massive z > 6 Quasars». Disponible en este enlace.
D. Kocevski, M. Onoue, K. Inayoshi et al.; «Hidden Little Monsters: Spectroscopic Identification of Low-Mass, Broad-Line AGN at z>5 with CEERS». Disponible en este enlace.
P. Haro, M. Dickinson, S. Finkelstein et al.; «Spectroscopic Confirmation of CEERS NIRCam-selected Galaxies at z≃8−10«. Disponible en este enlace.
S. Fujimoto, P. Haro, M. Dickinson et al.; «CEERS Spectroscopic Confirmation of NIRCam-Selected z > 8 Galaxy Candidates with JWST/NIRSpec: Initial Characterization of their Properties». Disponible en este enlace.
Referencias: NASA
