Astrónomos han descubierto el agujero negro supermasivo más antiguo registrado, que se formó apenas 470 millones de años después del Big Bang en una galaxia conocida como UHZ1. Este sorprendente hallazgo, disponible en arXiv, desafía nuestra comprensión de los primeros tiempos del universo.
Los astrofísicos utilizaron los poderes combinados del Observatorio de rayos X Chandra y el Telescopio Espacial James Webb (JWST) para examinar 13,200 millones de años de historia cósmica y presenciar este agujero negro en sus años de formación, el cual comparte una masa similar con su galaxia anfitriona.
Los agujeros negros supermasivos
El descubrimiento, dirigido por Akos Bogdan del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, arroja luz sobre la formación de agujeros negros supermasivos. Respalda la teoría de que pueden originarse por el colapso gravitacional directo de nubes masivas de gas, en lugar de la acumulación gradual de materia.
Andy Goulding, astrofísico de la Universidad de Princeton, compara el proceso con el crecimiento de un árbol a partir de un retoño, lo cual es más rápido que comenzar desde una semilla. Esta analogía subraya la ventaja que tienen estos agujeros negros masivos en su proceso de crecimiento.
Los agujeros negros supermasivos, como Sagitario A* en el centro de la Vía Láctea, son colosales, a menudo millones de veces la masa de nuestro Sol. Su formación ha sido un enigma para los científicos, especialmente dada su inesperada abundancia y tamaño en el universo primitivo.
La observación
Para estudiar estos objetos distantes, los astrofísicos deben superar el desafío de la tenue luz desplazada al rojo del Amanecer Cósmico. Aunque el JWST, diseñado para detectar esta luz roja, es una valiosa herramienta, todavía requiere asistencia.
Aquí es donde entra en juego una peculiaridad de la relatividad: las lentes gravitacionales. Al utilizar la gravedad de un cúmulo de galaxias, en este caso Abell 2744, como lupa cósmica, se logró amplificar la luz de UHZ1, permitiendo al JWST y al Chandra detectarla.
El análisis de la luz reveló que la masa del agujero negro está a la par con la masa estelar de la galaxia. Esto sugiere que ambas se encuentran en sus primeras etapas de desarrollo y respalda la teoría de la formación de colapso directo, ya que la proporción típica de masa entre un agujero negro y su galaxia es significativamente menor.
Importancia
Esto podría representar la primera detección de un «agujero negro de gran tamaño», una fase en la que la masa del agujero negro rivaliza con la de las estrellas de su galaxia. No obstante, es una etapa fugaz, ya que el crecimiento del agujero negro tiende a superar la masa estelar.
El modelo de crecimiento lento de los agujeros negros todavía puede aplicarse a algunos de estos objetos, pero la evidencia está inclinándose cada vez más hacia el colapso directo como el mecanismo predominante en el universo temprano.