Astrónomos detectan el agujero negro más antiguo jamás observado
Los investigadores han descubierto el agujero negro más viejo jamás observado. Este data de los albores del universo y hestá devorando a su galaxia anfitriona hasta la muerte.
Por la Universidad de Cambridge
El superagujero negro recién detectado por el James Web surgió 400 millones de años después del big bang, hace más de 13.000 millones de años.
El equipo internacional, liderado por expertos de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), ha utilizado el telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA/ESA/CSA para detectar el agujero negro, que surgió 400 millones de años después del big bang, hace más de 13.000 millones de años. Los resultados, que según el autor principal, el profesor Roberto Maiolino, son "un gran paso adelante", ha sido publicados en la revista Nature.
La existencia de este agujero negro sorprendentemente masivo —unos cuantos millones de veces la masa de nuestro sol— en una época tan temprana del uUniverso pone en tela de juicio nuestras suposiciones sobre cómo se forman y crecen los agujeros negros. Los astrónomos creen que los agujeros negros supermasivos que se encuentran en el centro de galaxias como la nuestra, o sea, la Vía Láctea, crecieron hasta alcanzar su tamaño actual a lo largo de miles de millones de años.
Pero el tamaño de este agujero negro recién descubierto sugiere que podrían formarse de otras maneras: podrían nacer grandes o podrían devorar materia a una velocidad cinco veces mayor de lo que se creía posible hasta ahora.
Según los modelos estándar, los agujeros negros supermasivos se forman a partir de restos de estrellas muertas, que colapsan y pueden formar un agujero negro de unas cien veces la masa del Sol. Si creciera de la forma esperada, este agujero negro recién detectado tardaría unos mil millones de años en crecer hasta alcanzar el tamaño observado. Sin embargo, el cosmos aún no tenía mil millones de años cuando nació este monstruo cósmico.
Las galaxias muy primitivas, un bufé para los agujeros negros.
"Es muy pronto en la historia del universo para ver un agujero negro tan masivo, así que tenemos que considerar otras formas en que podrían formarse", comenta Roberto Maiolino, del Laboratorio Cavendish de Cambridge y el Instituto Kavli de Cosmología. "Las galaxias muy primitivas —continúa— eran extremadamente ricas en gas, por lo que habrían sido como un bufé para los agujeros negros".
Como todos los agujeros negros, este joven agujero negro está devorando material de su galaxia anfitriona para alimentar su proceso de crecimiento. Sin embargo, se ha descubierto que este viejo objeto engulle materia mucho más vigorosamente que sus hermanos de épocas posteriores.
Como todos los agujeros negros, este joven agujero negro devora materia de su galaxia anfitriona para alimentar su crecimiento. Sin embargo, se ha descubierto que este antiguo agujero negro engulle materia con mucha más energía que sus hermanos de épocas posteriores.
La joven galaxia anfitriona, llamada GN-z11, brilla gracias a un agujero negromuy energético en su centro. Los agujeros negros no pueden observarse directamente, pero se detectan por el brillo revelador de un disco de acreción giratorio, que se forma cerca de los bordes del agujero negro. El gas del disco de acreción se calienta extremadamente y comienza a brillar e irradiar energía en el rango ultravioleta. Este fuerte resplandor permite a los astrónomos detectar los agujeros negros.
La primera imagen de un agujero negro se obtuvo mediante observaciones del centro de la galaxia M87 realizadas por el Telescopio Event Horizon. La imagen muestra un anillo brillante formado cuando la luz se desvía debido a la intensa gravedad alrededor de un agujero negro con 6.500 millones de veces la masa del Sol. Foto: Event Horizon Telescope Collaboration
GN-z11 es una galaxia compacta, unas cien veces más pequeña que la Vía Láctea, pero es probable que el agujero negro esté perjudicando su desarrollo. Cuando los agujeros negros consumen demasiado gas, lo empujan como un viento ultrarrápido. Este viento podría detener el proceso de formación de estrellas, y matar lentamente a la galaxia, pero también podría fulminar el agujero negro en sí mismo, ya que también cortaría su fuente de alimento.
Maiolino afirma que el gigantesco salto adelante que supone el JWST hace que este sea el momento más emocionante de su carrera. "Es una nueva era: el enorme salto en sensibilidad, especialmente en el infrarrojo, es como pasar del telescopio de Galileo a uno moderno de la noche a la mañana", afirma Maiolino. Y añade: "Antes de que el James Webb entrara en funcionamiento, pensaba que quizá el universo no era tan interesante cuando se iba más allá de lo que podíamos ver con el telescopio espacial Hubble. Pero no ha sido así en absoluto: el universo ha sido bastante generoso en lo que nos muestra, y esto es solo el principio".
Maiolino asegura que la sensibilidad del James Webb significa que en los próximos meses y años se podrán encontrar agujeros negros aún más antiguos que el que se acaba de dar caza. Este astrofísico y su equipo esperan utilizar futuras observaciones del James Webb para tratar de encontrar semillas más pequeñas de agujeros negros, lo que podría ayudarles a desentrañar las diferentes formas en que podrían formarse estos enigmáticos objetos cósmicos: si comienzan siendo grandes o si crecen de forma muy veloz.
Información facilitada por la Universidad de Cambridge
Fuente: Maiolino, R., Scholtz, J., Witstok, J. et al. A small and vigorous black hole in the early Universe. Nature (2024). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07052-5
