Los astrónomos han descubierto el agujero negro supermasivo más antiguo hasta el momento, que casi se remonta a la época del Big Bang.
El agujero negro, que se estima entre 10 y 100 millones de veces más masivo que nuestro sol, se encuentra a 13.200 millones de años luz de distancia, en la galaxia UHZ-1.
Esto significa que su luz ha viajado 13.200 millones de años para llegar a nuestros telescopios espaciales, lo que la convierte en una instantánea asombrosa del pasado antiguo.
También significa que se formó sólo 500 millones de años después del Big Bang (hace 13.700 millones de años), cuando el universo tenía sólo el tres por ciento de su edad actual.
Aunque no es uno de los agujeros negros más masivos de todos los tiempos, es inusualmente enorme para una etapa tan temprana de crecimiento y “nació masivo”, dicen los investigadores.
¿Qué es un agujero negro supermasivo?
Precisamente cómo se formaron los primeros agujeros negros en la infancia del universo ha sido un debate de larga data entre los astrónomos.
Pero el hecho de que este agujero negro sea tan antiguo y tenga una masa tan grande les da a los astrónomos una pista crucial.
Los investigadores creen que se formó directamente a partir del colapso de una enorme nube de gas, según los rayos X detectados por telescopios como el de James Webb.
“El descubrimiento final de un agujero negro que era tan grande, cuando el universo era tan joven, nos dice que el agujero negro debe haber sido muy grande cuando se formó inicialmente, probablemente a partir del colapso directo de una enorme nube de gas”, afirmó el autor del estudio. Andy Goulding en la Universidad de Princeton en Nueva Jersey.
“El agujero negro tiene muy poco tiempo para crecer, lo que significa que o creció extraordinariamente rápido o simplemente nació más grande”.
Famosos por ser una inspiración para las películas de ciencia ficción, los agujeros negros son regiones del espacio-tiempo donde la atracción de la gravedad es tan fuerte que ni siquiera la luz puede salir.
Actúan como intensas fuentes de gravedad que aspiran el polvo y el gas circundantes, así como los planetas e incluso otros agujeros negros.
A menudo se los describe como “monstruos destructivos” porque destrozan estrellas, consumen todo lo que se acerca demasiado y mantienen cautiva la luz.
Un agujero negro supermasivo es el tipo más grande de agujero negro, con una masa de más de 100.000 y hasta 10 mil millones de veces la masa de nuestro sol.
Los investigadores estimaron que la masa de este agujero negro en particular está entre 10 y 100 millones de soles según el brillo y la energía de los rayos X.
Esta masa es similar a la de todas las estrellas de la galaxia donde vive, pero esto es una especie de rareza astronómica.
Por lo general, los agujeros negros en los centros de otras galaxias contienen sólo alrededor de una décima parte por ciento de la masa de las estrellas de su galaxia anfitriona.
El equipo de investigación detectó los rayos X utilizando dos telescopios espaciales de la NASA: el James Webb, el telescopio espacial más potente de todos, capaz de “mirar hacia atrás en el tiempo”, y el observatorio Chandra, de un cuarto de siglo de antigüedad.
Chandra, lanzado en 1999, es sensible a fuentes de rayos X 100 veces más débil que cualquier telescopio de rayos X anterior.
“Necesitábamos a Webb para encontrar esta galaxia notablemente distante y a Chandra para encontrar su agujero negro supermasivo”, afirmó el autor del estudio, Akos Bogdan, del Centro de Astrofísica de Cambridge, Massachusetts.
Dos semanas de observaciones con Chandra mostraron la presencia de gas intenso y sobrecalentado que emite rayos X en esta galaxia, una marca registrada de un agujero negro supermasivo en crecimiento.
El equipo contó con la ayuda de un efecto de aumento conocido como lente gravitacional, donde el campo gravitacional de un objeto masivo magnifica y distorsiona la luz proveniente de otro objeto detrás de él.
La luz de la galaxia y los rayos X del gas alrededor del agujero negro fueron magnificados aproximadamente en un factor de cuatro por la “materia interpuesta” debido a las lentes gravitacionales.
Esto tuvo el efecto de mejorar la señal infrarroja detectada por Webb y permitir a Chandra detectar la débil fuente de rayos X.
En general, los hallazgos coinciden con las predicciones de 2017 sobre un “agujero negro de gran tamaño” que se formó directamente a partir del colapso de una enorme nube de gas, según el equipo.
“La combinación de una masa de agujero negro tan elevada y una proporción tan grande de masa estelar entre agujero negro y galaxia se predijo teóricamente sólo 500 millones de años después del Big Bang”, afirman.
Creen que otras teorías sobre cómo se forman los agujeros negros, como la muerte de las primeras estrellas masivas, pueden descartarse porque no podrían producir un agujero negro lo suficientemente grande como para explicar ésta.
Los investigadores planean utilizar este y otros resultados de Webb y datos de otros telescopios para completar una imagen más amplia del universo temprano.
“Los datos del JWST están transformando rápidamente nuestra comprensión del universo primitivo al permitir la detección de grandes muestras de galaxias débiles y distantes en las profundidades de esa época”, concluyen.
El estudio ha sido publicado en la revista Nature Astronomy.
CINCO TEORÍAS DE AGUJEROS NEGROS QUE TE VOLARÁN LA MENTE
Los agujeros negros se encuentran entre los objetos más fascinantes y más debatidos del universo.
Han capturado la imaginación del público durante décadas, en parte gracias al fallecido Stephen Hawking, quien las transformó de una teoría científica difícil de entender a una fuente de misteriosa maravilla.
También se han filtrado en la cultura popular a través de revistas de ciencia ficción, Star Trek y éxitos de taquilla de Hollywood.
Pero, ¿cuáles son las cinco teorías más extrañas y cautivadoras sobre los agujeros negros que son tan insondables que aturden la mente?
