Las galaxias no están dispersas al azar por el universo. Se reúnen no solo en grupos, sino también en vastas estructuras filamentosas interconectadas con gigantescos vacíos estériles en el medio. Esta “telaraña cósmica” comenzó tenue y se hizo más distinta con el tiempo a medida que la gravedad unía la materia.
Usando el Telescopio Espacial James Webb, los astrónomos han descubierto una disposición en forma de hilo de 10 galaxias que existieron solo 830 millones de años después del Big Bang. La estructura de 3 millones de años luz de largo está anclada por un cuásar luminoso, una galaxia con un agujero negro supermasivo activo en su núcleo. El equipo cree que el filamento eventualmente se convertirá en un cúmulo masivo de galaxias, muy parecido al conocido Coma Cluster en el universo cercano.
“Me sorprendió lo largo y angosto que es este filamento”, dijo el miembro del equipo Xiaohui Fan de la Universidad de Arizona en Tucson. “Esperaba encontrar algo, pero no esperaba una estructura tan larga y claramente delgada”.
“Esta es una de las estructuras filamentosas más antiguas que la gente haya encontrado asociada con un cuásar distante”, agregó Feige Wang de la Universidad de Arizona en Tucson, el investigador principal de este programa.
Este descubrimiento es del proyecto ASPIRE (A SPectroscopic Survey of biased halos In the Reionization Era), cuyo principal objetivo es estudiar los entornos cósmicos de los primeros agujeros negros. En total, el programa observará 25 cuásares que existieron dentro de los primeros mil millones de años después del Big Bang, un tiempo conocido como la Época de Reionización.
“Las últimas dos décadas de investigación en cosmología nos han brindado una comprensión sólida de cómo se forma y evoluciona la red cósmica. ASPIRE tiene como objetivo comprender cómo incorporar la aparición de los primeros agujeros negros masivos en nuestra historia actual de la formación de la estructura cósmica”. explicó el miembro del equipo Joseph Hennawi de la Universidad de California, Santa Bárbara.
Monstruos en crecimiento
Otra parte del estudio investiga las propiedades de ocho cuásares en el universo joven. El equipo confirmó que sus agujeros negros centrales, que existieron menos de mil millones de años después del Big Bang, varían en masa desde 600 millones hasta 2 mil millones de veces la masa de nuestro sol. Los astrónomos continúan buscando evidencia para explicar cómo estos agujeros negros pueden crecer tanto y tan rápido.
“Para formar estos agujeros negros supermasivos en tan poco tiempo, se deben cumplir dos criterios. Primero, debe comenzar a crecer a partir de un agujero negro de ‘semilla’ masivo. Segundo, incluso si esta semilla comienza con una masa equivalente a mil soles , todavía necesita acumular un millón de veces más materia al ritmo máximo posible durante toda su vida”, explicó Wang.
“Estas observaciones sin precedentes están proporcionando pistas importantes sobre cómo se ensamblan los agujeros negros. Hemos aprendido que estos agujeros negros están situados en galaxias jóvenes masivas que proporcionan la reserva de combustible para su crecimiento”, dijo Jinyi Yang de la Universidad de Arizona, quien es liderando el estudio de los agujeros negros con ASPIRE.
Webb también proporcionó la mejor evidencia hasta el momento de cómo los primeros agujeros negros supermasivos regulan potencialmente la formación de estrellas en sus galaxias. Si bien los agujeros negros supermasivos acumulan materia, también pueden impulsar enormes flujos de material. Estos vientos pueden extenderse mucho más allá del propio agujero negro, a escala galáctica, y pueden tener un impacto significativo en la formación de estrellas.
“Los fuertes vientos de los agujeros negros pueden suprimir la formación de estrellas en la galaxia anfitriona. Tales vientos se han observado en el universo cercano, pero nunca se han observado directamente en la época de la reionización”, dijo Yang. “La escala del viento está relacionada con la estructura del cuásar. En las observaciones de Webb, estamos viendo que tales vientos existieron en el universo primitivo”.
Con información de The Astrophysical Journal Letters
