Vea También
 |
| Esta ilustración artística muestra una galaxia enana roja del universo temprano que alberga en su centro un agujero negro que se alimenta rápidamente. Utilizando datos del JWST de la NASA y del Observatorio de Rayos X Chandra, un equipo de astrónomos del NOIRLab de la Fundación Nacional para la Ciencia de EE.UU. ha descubierto este agujero negro de baja masa en el centro de una galaxia tan sólo 1.500 millones de años después del Big Bang. Acumula materia a un ritmo vertiginoso, más de 40 veces superior al límite teórico. Aunque de corta duración, el «festín» de este agujero negro podría ayudar a los astrónomos a explicar cómo los agujeros negros supermasivos crecieron tan rápidamente en el universo primitivo. Crédito: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/M. Zamani |
Los agujeros negros supermasivos, que residen en el centro de la mayoría de las galaxias, han desconcertado durante mucho tiempo a los astrónomos debido a su rápido crecimiento en el universo primitivo. Los telescopios modernos siguen descubriendo estos gigantes cósmicos en momentos sorprendentemente tempranos de la evolución del universo. Sin embargo, un descubrimiento reciente está arrojando nueva luz sobre cómo estos agujeros negros podrían haber alcanzado sus enormes tamaños tan rápidamente.
Los astrónomos, dirigidos por Hyewon Suh, del Observatorio Internacional Gemini/NSF NOIRLab, han identificado un agujero negro supermasivo de baja masa, bautizado como LID-568, que devora material a un ritmo extraordinario tan sólo 1.500 millones de años después del Big Bang. Este descubrimiento aporta valiosos datos sobre los mecanismos de crecimiento rápido de los primeros agujeros negros.
Utilizando el telescopio espacial James Webb (JWST) para observar galaxias del sondeo COSMOS del Observatorio de Rayos X Chandra, el equipo descubrió que LID-568 emitía rayos X intensos. Sin embargo, determinar su ubicación exacta sólo a partir de observaciones de rayos X fue un reto, lo que llevó al equipo a emplear el espectrógrafo de campo integral del JWST en NIRSpec. Este avanzado instrumento captura espectros para cada píxel, ofreciendo una visión completa del objetivo y sus alrededores.
«Debido a su débil naturaleza, la detección de LID-568 habría sido imposible sin el JWST. El uso del espectrógrafo de campo integral fue crucial para nuestra observación», afirma Emanuele Farina, coautor del estudio publicado en Nature Astronomy.
Las observaciones del equipo revelaron potentes flujos de gas alrededor del agujero negro central, lo que sugiere que una parte significativa del crecimiento de la masa de LID-568 puede haberse producido en un único episodio de rápida acreción. Este hallazgo inesperado ha abierto nuevas vías para comprender el crecimiento de los agujeros negros.
Los datos muestran que LID-568 está consumiendo materia a un ritmo 40 veces superior a su límite de Eddington, que es la luminosidad máxima teórica que puede alcanzar un agujero negro. Este notable ritmo de consumo indica que LID-568 está creciendo mucho más rápido de lo que se creía posible.
«Este agujero negro se está dando un festín», afirma Julia Scharwächter, coautora del estudio. «Este caso extremo demuestra que un mecanismo de alimentación rápida por encima del límite de Eddington es una posible explicación de la existencia de agujeros negros muy masivos tan temprano en el universo».
El descubrimiento también apoya la idea de que los agujeros negros supermasivos pueden formarse a partir de «semillas» más pequeñas, que según las teorías actuales surgen de la muerte de las primeras estrellas del universo o del colapso directo de nubes de gas. Hasta ahora, estas teorías carecían de confirmación observacional.
«El descubrimiento de un agujero negro superacumulador de Eddington sugiere que puede producirse un crecimiento significativo de la masa durante un único episodio de alimentación rápida, independientemente del origen del agujero negro», explica Suh.
El ritmo de acreción extremo de LID-568, junto con los potentes flujos de salida de gas, puede actuar como una válvula de escape para el exceso de energía, evitando que el sistema se vuelva demasiado inestable. Para seguir investigando estos mecanismos, el equipo planea realizar observaciones de seguimiento con el JWST.
Este descubrimiento no sólo proporciona una comprensión más profunda del crecimiento de los agujeros negros, sino que también ofrece a los astrónomos una oportunidad única para estudiar los procesos que permiten a los agujeros negros superar sus límites teóricos. A medida que el JWST continúe explorando el cosmos, es probable que surjan más descubrimientos de este tipo, que seguirán desvelando los misterios de los primeros gigantes del universo.