El Telescopio Webb descubre un colosal agujero negro en el amanecer de los tiempos cósmicos

El descubrimiento sugiere que puede representar un eslabón perdido entre las “semillas” de los agujeros negros supermasivos y los primeros cuásares luminosos.

Imagen compuesta del agujero negro supermasivo en Abell 2744 / Furtak et al, DOI: 10.1038/S41586-024-07184-8.

Utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA, los astrónomos han observado un objeto extremadamente rojo parecido a un cuásar, detrás del cúmulo de galaxias Abell 2744. Los colores sugieren que se trata de un agujero negro que se ha observado cuando el Universo tenía solo unos 700 millones de años de edad: se encuentra detrás de un espeso velo de polvo que oscurece gran parte de su luz. Tendría 40 millones de masas solares y sería significativamente más masivo en comparación con su galaxia anfitriona.

Un equipo de científicos liderado por el Dr. Lukas Furtak, de la Universidad Ben-Gurion del Negev, en Israel, ha confirmado la detección de un agujero negro supermasivo en el Universo primitivo: se trata de una enorme estructura, con una masa superior a la esperada según las características de su galaxia anfitriona. Fue observada cuando el cosmos tenía alrededor del 5% de su edad actual: descubierto inicialmente en un estudio previo, una nueva investigación publicada en Nature arroja luz sobre sus principales condiciones.

Observando el Universo primitivo como nunca antes

De acuerdo a una nota de prensa, los colores apreciados sugieren que el agujero negro se encuentra afectado por un velo de polvo cósmico, que no deja observar toda su intensidad lumínica. A pesar de esto, los investigadores lograron medir la masa del objeto y confirmaron que se trata de un agujero negro supermasivo, ubicado en un cúmulo de galaxias denominado Abell 2744, localizado a casi 4.000 millones de años luz de distancia del Sistema Solar, en la constelación Escultor.

Con alrededor de 40 millones de masas solares, es significativamente más masivo que otras estructuras similares, identificadas en el Universo Local. Además, su intenso color rojo permite relacionarlo con los primeros cuásares: podría tratarse de un eslabón aún no conocido entre los agujeros negros supermasivos y los cuásares, cuerpos celestes de gran luminosidad que emiten enormes cantidades de radiación en todas las frecuencias.

La observación de Abell 2744 a partir del minucioso trabajo del telescopio Webb permitió obtener imágenes a una profundidad sin precedentes: esta condición es la que hizo posible confirmar la naturaleza del objeto. Según los científicos, la acumulación de material en el agujero negro supermasivo genera grandes cantidades de emisiones, que eclipsan a la galaxia y dan lugar a una apariencia compacta y brillante, similar a una estrella.

Misterios a resolver

“No solo logramos confirmar que el objeto rojo era un agujero negro supermasivo y determinar su edad, sino también obtener una estimación sólida de su masa a partir del ancho de sus líneas de emisión. También apreciamos que el gas orbita en el campo gravitacional del agujero negro y alcanza velocidades muy altas, que no se observan en otras partes de las galaxias”, indicó en el comunicado el Dr. Furtak, autor principal del nuevo estudio.

En ese sentido, los científicos concluyeron que el descubrimiento de otros agujeros negros supermasivos en el Universo temprano evidencia un comportamiento común en estas estructuras, conduciendo a algunas visiones intrigantes sobre el crecimiento de los agujeros negros y de las galaxias anfitrionas, como así también de la interacción entre ellos. Por el momento, muchas de esas relaciones son aún un misterio.