JWST aporta nuevos datos sobre el origen de los agujeros negros supermasivos
Por: Robert Lea, Space.com.
07 de mayo de 2024
Una imagen del telescopio James Webb muestra el cuásar J0148 rodeado de un círculo rojo. Crédito de la imagen: NASA/Yue, et al.
El Telescopio Espacial James Webb (JWST) ha observado la luz de las estrellas que rodean algunos de los primeros agujeros negros supermasivos del universo: agujeros negros vistos tal como eran menos de mil millones de años después del Big Bang. Las observaciones realizadas por un equipo del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) abordan la cuestión de cómo estos titanes cósmicos que se encuentran en el corazón de las galaxias crecieron hasta alcanzar masas enormes, equivalentes a millones (a veces incluso miles de millones) de soles.
Más específicamente, ¿cómo crecieron tan rápidamente? Los hallazgos también podrían responder al enigma: ¿Qué fue primero, la galaxia o el agujero negro supermasivo? Los agujeros negros supermasivos observados por el equipo del MIT se alimentan insaciablemente del material circundante, generando inmensas fuerzas de marea en un disco de materia llamado disco de acreción, provocando así que el propio disco brille.
Esta situación de alimentación alimenta a objetos llamados cuásares, que se encuentran en el corazón de las galaxias activas. Los cuásares se encuentran entre los objetos más luminosos del cosmos, y algunos son tan brillantes que eclipsan la luz combinada de todas las estrellas de las galaxias que los rodean. Pero el equipo del MIT pudo observar por primera vez la luz mucho más débil de las estrellas en las galaxias anfitrionas de tres antiguos quásares.
Sin embargo, la capacidad del JWST para mirar más atrás en el tiempo que cualquier telescopio anterior, junto con su alta sensibilidad y resolución, ha hecho que este desafío sea menos intimidante. Así, el equipo del MIT logró observar la luz que viaja hacia la Tierra desde hace unos 13 mil millones de años procedente de seis cuásares de galaxias antiguas. Los datos del JWST incluyeron mediciones de cada una de las emisiones de luz de los seis cuásares en un rango de longitudes de onda.
Luego, esta información se introdujo en un modelo de computadora que detalla qué parte de esta luz podría atribuirse a una fuente puntual compacta (el disco de acreción alrededor del agujero negro) y qué parte puede atribuirse a una fuente más difusa: las estrellas dispersas alrededor de la galaxia. Al dividir la luz en dos fuentes, el equipo también pudo inferir la masa de ambos elementos de estas galaxias. Esto reveló que los agujeros negros supermasivos tienen masas equivalentes a alrededor del 10% de las masas de las estrellas que los rodean.
Si bien esto puede parecer un enorme desequilibrio a favor de las estrellas, considere cómo en las galaxias modernas, los agujeros negros supermasivos centrales tienen masas de apenas el 0,1% de la de las estrellas de las galaxias circundantes. "Esto nos dice algo sobre lo que crece primero: ¿es el agujero negro el que crece primero y luego la galaxia lo alcanza? ¿O son la galaxia y sus estrellas las que crecen primero, y dominan y regulan el crecimiento del agujero negro?" Dijo Anna-Christine Eilers, co-autora del estudio. "Vemos que los agujeros negros en el Universo temprano parecen estar creciendo más rápido que sus galaxias anfitrionas”.
"Después de que el Universo nació, hubo semillas de agujeros negros que luego consumieron material y crecieron en muy poco tiempo", dice el autor del estudio Minghao Yue, postdoctorado en el Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT. Este estudio establece una prueba provisional, de que las semillas iniciales del agujero negro podrían haber sido más masivas en aquel entonces.
Fuente:
https://www.space.com/james-webb-space-telescope-heavy-cosmic-seeds-early-universe