Los agujeros negros desempeñaron un papel crucial en la formación del universo primitivo. Sin embargo, los astrónomos han debatido durante mucho tiempo su importancia, ya que la información disponible sobre los agujeros negros primitivos, que existen con altos desplazamientos al rojo, era relativamente limitada.
Un nuevo artículo de un grupo de investigadores dirigido por Sophia Geris, de la Universidad de Cambridge, combinó varios espectros del Telescopio Espacial James Webb (JWST) para contextualizar la formación de los agujeros negros en las primeras etapas del universo. El estudio reveló la existencia de numerosos agujeros negros más pequeños, lo que respalda la idea de que agujeros negros de todos los tamaños contribuyeron a la formación de nuestro universo moderno. El estudio está publicado en el servidor de preimpresiones arXiv.
El JWST lleva varios años en funcionamiento y ha publicado varios datos de sus diversos instrumentos. El estudio utilizado para el análisis del artículo fue la tercera publicación de datos del Sondeo Extragaláctico Profundo Avanzado (JADES) del JWST, que incluyó 4000 espectros adicionales nunca antes vistos, con 2375 objetos en su conjunto de datos con desplazamientos al rojo definidos, lo que significa que los científicos conocen su distancia en el espacio y el tiempo.
Este estudio en particular analizó 600 galaxias muy lejanas y eliminó aquellas con Núcleos Galácticos Activos (AGN), que son agujeros negros activos que se alimentan de gas y polvo en el centro de las galaxias. La mayoría de los AGN conocidos eran muy brillantes, y dado que el objetivo de este artículo era encontrar AGN débiles que, de otro modo, pasarían desapercibidos en un sondeo tradicional, fue necesario eliminarlos.
Tras eliminar los brillantes conocidos, combinaron una serie de imágenes capturadas con diferentes espectros para realzar el brillo de cualquier AGN débil que aún estuviera presente en el conjunto de datos. Los autores también agruparon las galaxias según ciertos criterios, como su brillo o su número de estrellas.
Tras combinar los espectros y obtener una serie de AGN lo suficientemente brillantes como para ser perceptibles, buscaron un tipo particular de luz llamada Hα ancha. Esta luz indica específicamente que un agujero negro está consumiendo material activamente, aunque también podría provenir de otras fuentes, como supernovas o vientos provenientes de la galaxia objetivo.
Al eliminar estas posibilidades, el conjunto de datos obtuvo una serie de AGN débiles en el centro de muchas galaxias con un alto corrimiento al rojo que, de otro modo, se creía que no tenían ningún agujero negro activo. Cabe destacar que muchos de estos agujeros negros son mucho más pequeños que los que tradicionalmente se consideraban agujeros negros en el universo primitivo. Tenían solo alrededor de un millón de veces la masa de nuestro Sol y eran mucho menos activos que los AGN previamente encontrados con el mismo desplazamiento al rojo.
Esto también ayudó a explicar un enigma previo sobre el tamaño de los agujeros negros en el universo primitivo. Muchos de los AGN más grandes encontrados en estudios previos parecían ser demasiado grandes para sus galaxias, mientras que los agujeros negros encontrados en este estudio se ajustaban a los parámetros de tamaño más generalmente aceptados para las galaxias que habitaban. Esto podría indicar que, en lugar de una visión de la evolución galáctica basada en la «primera formación de agujeros negros», estos agujeros negros más pequeños indican que podría haber muchas galaxias donde la galaxia misma se forma antes de que el agujero negro en su centro alcance el tamaño suficiente para ser perceptible mediante observaciones astronómicas.
En cualquier caso, estudios como este son exactamente para lo que se diseñó el JWST: para remontarse al universo primitivo en busca de las vías de creación de galaxias y descubrir la estructura masiva que definió gran parte de la evolución del universo. Y esto recién está comenzando, con muchas más publicaciones de datos próximamente, algunos de los cuales, sin duda, arrojarán más luz sobre esta población temprana de agujeros negros de baja masa, ahora que se ha demostrado definitivamente por primera vez.
Con información de arXiv
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