El James Webb detecta un agujero negro supermasivo que rompe las reglas del universo temprano

Un descubrimiento a solo 570 millones de años del Big Bang sugiere que, en el universo temprano, los agujeros negros crecían mucho más rápido que sus galaxias anfitrionas.

El lado izquierdo de esta imagen muestra muchas galaxias resplandecientes de diversas formas y colores, incluidas galaxias espirales y elípticas, sobre un fondo negro. Un pequeño recuadro cerca de la parte superior de la imagen resalta un pequeño grupo de galaxias. Este recuadro se amplía hacia el lado derecho, mostrando la misma zona con zoom para revelar sus detalles de cerca. Esta región muestra una pequeña galaxia roja y circular en el centro, etiquetada como CANUCS-LRD-z8.6. Crédito: ESA/Webb, NASA & CSA, G. Rihtaršič (Universidad de Liubliana, FMF), R. Tripodi (Universidad de Liubliana, FMF).

Un equipo de investigadores que utiliza el telescopio espacial James Webb ha confirmado la existencia de un agujero negro supermasivo en crecimiento activo en los albores del tiempo, apenas 570 millones de años después del Big Bang.

El hallazgo, realizado en la galaxia CANUCS-LRD-z8.6, representa una pieza vital en el rompecabezas cosmológico, ya que desafía las teorías actuales sobre la formación galáctica y conecta estos antiguos objetos con los luminosos cuásares que observamos hoy en día.

El enigma de los «Pequeños Puntos Rojos»

Durante sus primeros tres años de operaciones, el Webb ha detectado en el universo profundo una cantidad inesperada de objetos pequeños, distantes y notablemente rojos. Estos cuerpos, apodados «Pequeños Puntos Rojos» (LRDs), han desconcertado a los astrónomos, quienes buscaban comprender su naturaleza.

La respuesta llegó gracias a la sensibilidad del instrumento NIRSpec (Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano). Al apuntar hacia CANUCS-LRD-z8.6, los científicos no solo captaron su tenue luz, sino que identificaron firmas espectrales de gas altamente ionizado rotando velozmente alrededor de una fuente central: la huella inconfundible de un agujero negro devorando materia.

«Este descubrimiento es verdaderamente notable», afirmó Roberta Tripodi, autora principal del estudio e investigadora de la Universidad de Liubliana y del INAF. «No solo alberga un agujero negro supermasivo, sino que este está creciendo a un ritmo mucho más rápido de lo que esperaríamos en una galaxia de esa época tan temprana».

Una anomalía en la balanza cósmica

Lo que hace a este hallazgo particularmente disruptivo es que rompe una regla «clásica» de la astronomía. Históricamente, se ha observado que la masa de un agujero negro supermasivo y la de su galaxia anfitriona crecen a la par: una galaxia más grande suele tener un agujero negro central proporcionalmente mayor.

Una imagen de muchas galaxias resplandecientes en el espacio profundo, de diversas formas y colores, sobre un fondo negro. Hay algunas galaxias espirales grandes y azules, algunas galaxias elípticas grandes de color blanco pálido y muchas galaxias de tamaño mediano, naranjas y rojas. Galaxias aún más pequeñas, que parecen diminutos puntos tenues, aparecen en todos estos colores. Crédito; ESA/Webb, NASA & CSA, G. Rihtaršič (Universidad de Liubliana, FMF), R. Tripodi (Universidad de Liubliana, FMF).

Sin embargo, CANUCS-LRD-z8.6 invierte esta lógica. Los datos revelaron que el agujero negro es «supermasivo» en comparación con la masa estelar de la pequeña galaxia que lo aloja.

«El Webb nos permitió caracterizar las propiedades físicas de la galaxia midiendo la energía en diferentes longitudes de onda», explicó el Dr. Nicholas Martis, colaborador del estudio. Su análisis confirma que, en el universo primitivo, la dinámica era distinta: los agujeros negros podían crecer de forma acelerada, adelantándose al desarrollo de sus propias galaxias, una conclusión que obliga a revisar los modelos de evolución cósmica.

Próximos pasos

El estudio, publicado hoy en Nature Communications, abre nuevas interrogantes sobre los procesos que permitieron el surgimiento de objetos tan masivos en una etapa tan incipiente del universo.

El equipo liderado por la profesora Maruša Bradač ya planea observaciones adicionales utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y el propio Webb. El objetivo es analizar el polvo y el gas frío de la galaxia para entender mejor cómo estos «monstruos» primitivos prepararon el escenario para el universo que habitamos hoy.

Fuente: ESA. Edición: MP.