Encuentran un agujero negro supermasivo de color rojo que es más grande que su galaxia
Gracias a observaciones del James Webb se pudo encontrar a este monstruo cósmico creciendo en las sombras del Universo primitivo. Su corrimiento al rojo ayudó a determinar la distancia.
El JWST, lanzado hace dos años, ha revolucionado nuestra visión de la formación temprana de galaxias. Ha llevado a la detección de galaxias muy tempranas con mayor abundancia y brillo de lo previsto anteriormente, y ha revelado algunos tipos nuevos de objetos.
Al analizar imágenes del Telescopio Espacial James Webb (JWST), un grupo de astrónomos dirigido por el Dr. Lukas Furtak y el Prof. Adi Zitrin de la Universidad Ben-Gurion del Negev ha detectado un Agujero negro supermasivo que pareciera ser de color rojo.
Ayudados de lentes gravitacionales se pudieron determinar sus colores, los cuales sugieren que el agujero negro se encuentra detrás de un espeso velo de polvo que oscurece gran parte de su luz.
El equipo logró medir la masa del agujero negro y descubrió que era significativamente más masivo, en comparación con su galaxia anfitriona, de lo que se había visto en ejemplos más locales. El hallazgo fue publicado en Nature hace dos semanas.
Nuevos horizontes
El grupo de astrónomos había detectado en imágenes del JWST lo que parecía ser un cuásar pasando por un lente gravitacional.
La acumulación de material en el agujero negro emite grandes cantidades de radiación que eclipsan a la galaxia anfitriona, dando lugar a una apariencia compacta y brillante, similar a una estrella.
Las imágenes del JWST en las que Furtak y Zitrin identificaron el objeto fueron tomadas para el programa UNCOVER de la Universidad Tecnológica de Swinburne, que tomó imágenes del campo de un cúmulo de galaxias, Abell 2744, a una profundidad sin precedentes.
Dado que el cúmulo contiene grandes cantidades de masa, curva el espacio-tiempo (o las trayectorias de los rayos de luz que viajan cerca de él) creando lo que conocemos como lente gravitacional.
Una lupa cósmica
La lente gravitacional magnifica las galaxias de fondo detrás de ella y nos permite observar galaxias aún más distantes de lo que sería posible de otra manera.
Dice el Dr. Lukas Furtak, investigador postdoctoral investigador de BGU y autor principal de los artículos de descubrimiento. Ya que su aspecto de un “punto rojo” los hizo sospechar inmediatamente que se trataba de un cuásar.
El grupo comenzó a trabajar el objeto utilizando un modelo de lentes numérico para el cúmulo de galaxias y así determinar que los tres puntos rojos tenían que ser múltiples imágenes de la misma fuente de fondo, vistas cuando el Universo tenía sólo unos 700 millones de años.
El análisis de los colores del objeto indicó que no se trataba de una galaxia típica de formación de estrellas, lo que apoyó aún más la hipótesis del agujero negro supermasivo. Aunque aún difería de otros cuásares encontrados a la misma distancia.
Descubrimiento de un objeto excepcionalmente rojo y compacto
Luego, utilizando datos da la cámara NIRSpec del JWST de las tres imágenes del "punto rojo", analizaron los datos. "Los espectros eran simplemente alucinantes", afirma el profesor Ivo Labbé, de la Universidad Tecnológica de Swinburne y codirector del programa UNCOVER.
Al combinar la señal de las tres imágenes junto con la ampliación de la lente, el espectro resultante es equivalente a 1700 horas de observación en un objeto sin lente, lo que lo convierte en el espectro más profundo que el Telescopio Espacial ha obtenido para un solo objeto en el Universo temprano.
No sólo lograron confirmar que el objeto compacto rojo era un agujero negro supermasivo y medir su corrimiento al rojo exacto, sino también obtener una estimación sólida de su masa a partir del ancho de sus líneas de emisión.
Pero la medición llevó a otra sorpresa: la masa del agujero negro parece ser muy grande en comparación con la masa de la galaxia anfitriona.
Ademas de lejano, ¡gigante!
Ahora se ha descubierto que el Universo primitivo muestra un comportamiento en el que el agujero negro es mucho más grande que su galaxia anfitriona, lo que conduce a visiones intrigantes del crecimiento de los agujeros negros y de la interacción entre ellos y su galaxia, que no se comprende bien.
Los astrónomos no saben si estos agujeros negros supermasivos crecen, por ejemplo, a partir de restos estelares, o tal vez de material que colapsó directamente en los agujeros negros en el Universo temprano.
Afirma el profesor Zitrin. Pues actualmente no sabemos qué surgió primero: la galaxia o el agujero negro, qué tan masivos fueron los primeros agujeros negros y cómo crecieron.
Dado que recientemente se han detectado muchos más “pequeños puntos rojos” y otros núcleos galácticos activos con JWST, con suerte, tendremos una mejor idea, en los próximos años.