El Telescopio Espacial James Webb (JWST), lanzado hace dos años, ha revolucionado la 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.
Un equipo de astrónomos, liderado por el Dr. Lukas Furtak y el Prof. Adi Zitrin de la Universidad Ben-Gurión del Negev, ha hecho un descubrimiento extraordinario al analizar imágenes del JWST. Han identificado un agujero negro supermasivo que parece ser de color rojo, un fenómeno inusual que ha despertado gran interés en la comunidad científica. Gracias a la ayuda de lentes gravitacionales, los investigadores pudieron determinar los colores del objeto, lo que sugiere que este agujero negro se encuentra detrás de un denso velo de polvo, el cual 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 poco más de dos semanas.
Las imágenes que llevaron a este hallazgo provienen del programa UNCOVER de la Universidad Tecnológica de Swinburne, que capturó imágenes del campo de un cúmulo de galaxias, Abell 2744, a una profundidad sin precedentes. Este cúmulo, debido a su gran masa, curva el espacio-tiempo, creando un efecto conocido como lente gravitacional, el cual magnifica las galaxias de fondo y permite observar objetos aún más distantes de lo que sería posible de otra manera.
“Estábamos muy entusiasmados cuando JWST comenzó a enviar sus primeros datos. Estábamos escaneando los datos que llegaron para el programa UNCOVER y tres objetos muy compactos, pero de color rojo se destacaron y llamaron nuestra atención”.
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.
Utilizando datos de la cámara NIRSpec del JWST, el equipo analizó las tres imágenes del «punto rojo». «Los espectros eran simplemente alucinantes», afirmó el profesor Ivo Labbé, de la Universidad Tecnológica de Swinburne y codirector del programa UNCOVER. Combinando la señal de las tres imágenes junto con la magnificación de la lente, el espectro resultante equivalió a 1,700 horas de observación, convirtiéndose en el más profundo que el JWST ha obtenido para un solo objeto en el Universo temprano.
Este análisis no solo confirmó que el objeto era un agujero negro supermasivo, sino que también permitió obtener una estimación precisa de su masa. Sorprendentemente, se descubrió que la masa del agujero negro es mucho mayor en comparación con la masa de su galaxia anfitriona, un comportamiento inusual que sugiere nuevas perspectivas sobre el crecimiento de los agujeros negros y su interacción con las galaxias, un fenómeno que aún no se comprende completamente.
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.
“En cierto modo, es el equivalente astrofísico del problema del huevo y la gallina”, 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.
