El Telescopio Espacial James Webb ha detectado el primer agujero negro conocido en el universo, y los astrónomos creen que incluso los anteriores podrían haber invadido el joven universo.
El Telescopio espacial James Webb (JWST), cuyas poderosas cámaras le permiten mirar hacia atrás en el tiempo hasta las primeras etapas del universo, descubrió el agujero negro supermasivo, que tiene una masa de 10 millones de veces la del sol, en el centro de una galaxia bebé de 570 millones. años después del comienzo del universo.
El monstruo cósmico podría ser solo uno de los innumerables agujeros negros que se atiborraron a tamaños cada vez mayores durante el amanecer cósmico, el período que comienza unos 100 millones de años después del Big Bang, cuando el joven universo brilló durante mil millones de años. Los astrónomos no están seguros de por qué hubo tantos de estos agujeros negros o cómo se hicieron tan grandes. Los investigadores que encontraron el último agujero negro publicaron sus hallazgos el 15 de marzo en el servidor de preimpresión. arXivpero la investigación aún no ha sido revisada por pares.
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«Este es el primero que encontramos en este corrimiento al rojo [point in time after the Big Bang]pero debería haber muchos de ellos», dijo el autor principal del estudio rebeca larson, astrofísico de la Universidad de Texas en Austin, dijo a WordsSideKick.com. «Esperamos que este agujero negro no se haya formado simplemente [recently], por lo que debería haber más que son más jóvenes y existieron antes en el universo. Apenas estamos comenzando a poder estudiar este momento en la historia cósmica de esta manera con el JWST, y estoy emocionado de que encontremos más de ellos».
Los agujeros negros nacen del colapso de estrellas gigantes y crecen atiborrándose incesantemente de gas, polvo, estrellas y otros agujeros negros. Para algunas de las glotonas rupturas del espacio-tiempo, la fricción hace que el material que se mueve en espiral hacia las fauces de los agujeros negros se caliente y emita luz que puede ser detectada por telescopios, convirtiéndolos en los llamados núcleos galácticos activos (AGN). Los AGN más extremos son los cuásares, agujeros negros supermasivos que son miles de millones de veces más pesados que el sol y arrojan sus capullos gaseosos con explosiones de luz billones de veces más luminosas que las estrellas más brillantes.
Debido a que la luz viaja a una velocidad fija a través del vacío del espacio, cuanto más profundo miran los científicos en el universo, más luz remota interceptan y más más atrás en el tiempo ellos ven. Para detectar el agujero negro, los astrónomos escanearon el cielo con dos cámaras infrarrojas, el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) y la cámara de infrarrojo cercano del JWST, y utilizaron los espectrógrafos integrados en las cámaras para descomponer la luz en sus frecuencias componentes.
Al deconstruir estos débiles destellos enviados desde los primeros años del universo, encontraron un pico inesperado entre las frecuencias contenidas dentro de la luz, una señal clave de que el material caliente alrededor de un agujero negro estaba emitiendo débiles rastros de luz por todo el universo.
Cómo se formaron los agujeros negros tan repentinamente en el universo primitivo sigue siendo un misterio. Los astrónomos todavía están a la caza de agujeros negros «primordiales» aún más jóvenes, hipotéticos, que surgieron muy poco después, o, según algunas teorías, incluso antes, la Big Bang. Pero hasta ahora, siguen siendo esquivos.
Hay dos teorías principales sobre cómo tantos agujeros negros crecieron tan rápidamente después del Big Bang: que son los restos de estrellas gigantes que se formaron mucho más rápido que las que conocemos hoy, o que nubes ondulantes de gas increíblemente denso colapsaron repentinamente para formar las rupturas que todo lo consumen en el espacio-tiempo.
«El método de colapso directo tendría que comenzar con una mayor cantidad de materia en la galaxia colapsando directamente en un agujero negro», dijo Larson. «Es menos probable, pero llevaría menos tiempo, y no ha pasado tanto tiempo en el momento en que lo observamos».
Lo más probable es que sea una de las llamadas Estrellas de Población III, una categoría de estrellas hipotéticas que fueron las primeras en existir en el universo y estaban hechas solo de hidrógeno y helio, que explotó y dejó un agujero negro alrededor de 200 millones de años después. el Big Bang y «luego acumuló una gran cantidad de material con bastante rapidez y, en ocasiones, a un ritmo más rápido que el estable», para aumentar hasta el tamaño que observaron los investigadores, explicó Larson.
Los investigadores ahora comenzarán a trabajar junto con el equipo que construyó MIRI para buscar una firma aún más fuerte de la luz de la galaxia distante. Esas emisiones podrían contener más pistas sobre cómo se formó el misterioso agujero negro en el centro de la galaxia.