Lograr la determinación directa de la masa de un agujero negro es una ardua tarea, aún más si su galaxia se formó cuando el universo tenía solo 700 millones de años y ahora un equipo de investigadores lo consiguió por primera vez.
La investigación que publica Nature aporta también pruebas sólidas de que algunos agujeros negros pueden formarse y crecer antes que las estrellas de sus galaxias anfitrionas, lo que supone un cambio frente a lo que se conoce de los más cercanos y sugiere que en los albores del universo, el agujero negro podría haber sido el protagonista.
El equipo en el que participa el Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA), de España, usó para su estudio datos del telescopio espacial James Webb y se centró en el objeto celeste Abell2744-QSO1.
En sus primeros años de operaciones científicas el James Webb descubrió unos misteriosos ‘puntitos rojos’ (LRDs), por sus siglas en inglés), sobre los que existe un debate de si son galaxias muy polvorientas llenas de estrellas o si ocultan agujeros negros devorando materia.
Abell2744-QSO1 se puede considerar “un prototipo de LRDs”, explica a EFE el investigador del CAB Michele Perna, uno de los firmantes del artículo, y agrega que este estudio es “una prueba sólida de que, al menos en este caso, el punto rojo está dominado por un agujero negro supermasivo”.
El equipo determinó de forma directa la masa de ese agujero negro en el universo primitivo, algo que se logra por primera vez. Hasta ahora, todas las mediciones de ese tipo y en esa época eran indirectas, basadas en suposiciones y calibraciones de galaxias cercanas, que no se sabía si eran válidas para los primeros tiempos cósmicos, añade.
El agujero negro tiene 50 millones de masas solares, lo que supone dos tercios de la masa total del sistema, mientras que su galaxia tiene muy poca masa estelar. En el universo cercano, detalla Perna, los agujeros negros representan menos del 0,1 % de la masa de su galaxia.
La teoría clásica -recuerda- sostiene que primero se formaba la galaxia de estrellas y el agujero negro crecía en su interior, pero QSO1 rompe este esquema, “lo que supone un cambio de paradigma”.
En este caso, es casi un “agujero negro desnudo construyendo una galaxia a su alrededor. Esta parece ser una característica bastante común de los pequeños puntos rojos lejanos”.
Esta característica sugiere que “en los albores del universo, el agujero negro podría haber sido el protagonista, naciendo con una gran masa (semilla pesada) y, tal vez, limitando el crecimiento de las estrellas a través de su energía”.
El estudio agrega que el entorno de QSO1 es químicamente casi prístino, con una presencia de metales inferior al 0,5 % de la del Sol.
Dado que estos elementos se forman gradualmente en las estrellas, esto “sugiere que ha habido muy poca formación estelar previa, reforzando la idea de que el agujero negro llegó antes”, indica por su parte Santiago Arribas, también de CAB y firmante de la investigación.
Para medir la masa directamente, es necesario rastrear cómo la gravedad del agujero negro mueve el gas a su alrededor, con una resolución angular y sensibilidad extremas de un objeto a 13.000 millones de años luz, lo que se ha logrado gracias al instrumento NIRSpec del James Webb, en cuyo desarrollo participó el CAB.
Este instrumento, apunta Arribas, es especial porque no solo toma una foto, sino que obtiene cientos de espectros a la vez, consiguiendo crear un mapa en 3D de la composición y la velocidad del gas, lo que permitió calcular la masa directamente.
EFE
