El descubrimiento de una gran población de objetos rojos compactos, ahora conocidos como Pequeños Puntos Rojos (LRD), es uno de los resultados más emocionantes del Telescopio Espacial James Webb (JWST) hasta la fecha. Un equipo internacional de astrónomos, liderado por Pierluigi Rinaldi (Investigador Postdoctoral en STScI en Baltimore), estudió 99 LRD para arrojar más luz sobre su estructura. Su artículo se publicará en The Astrophysical Journal y ya está disponible en el servidor de preimpresión de arXiv.
Muchos de los Pequeños Puntos Rojos (LRD) muestran indicios de albergar agujeros negros supermasivos (AGN) en crecimiento activo, que parecen excesivamente masivos en comparación con sus galaxias anfitrionas. Esto plantea uno de los enigmas centrales de la astronomía moderna: ¿cómo pudieron existir agujeros negros tan gigantescos cuando el universo tenía tan solo unos pocos miles de millones de años? El problema se puso de manifiesto por primera vez con el descubrimiento de cuásares luminosos poco comunes en el universo distante, pero su escasez dificultó su estudio en detalle.
«El descubrimiento de los LRD está cambiando esta situación», afirma Rinaldi. «La población más abundante que proporciona el JWST nos permite explorar estadísticamente a estos gigantes cósmicos por primera vez».
El equipo estudió 99 LRD y descubrió que aproximadamente el 30 % no son simplemente puntos compactos al observarlos en el ultravioleta. En cambio, revelan estructuras perturbadas o grumosas, en marcado contraste con su apariencia suave y puntual en longitudes de onda ópticas. Debido a la gran distancia que estas galaxias tienen, su luz óptica se estira, o se «desplaza al rojo», hacia el canal de longitud de onda larga del JWST, donde la resolución no es lo suficientemente nítida como para observar la estructura, por lo que parecen simples puntos.
Rinaldi afirma: «Pero su luz ultravioleta se desplaza hacia el canal de longitud de onda corta del JWST, donde el telescopio tiene una resolución mucho más fina, y allí observamos repentinamente grumos, asimetrías y signos de interacción. Además, en los espectros de algunos de nuestros LRD detectamos directamente las huellas de agujeros negros activos, con gas moviéndose a miles de kilómetros por segundo».
Esto demuestra que al menos una parte de esta población se alimenta de agujeros negros en crecimiento, mientras que otras parecen estar dominadas por la formación estelar, lo que convierte a los LRD en una familia de fuentes mixta y diversa. Esta es una pista crucial, que sugiere que las fusiones y las interacciones galácticas podrían ser el desencadenante de la «fase LRD».
La coautora Karina Caputi (Instituto Kapteyn, Universidad de Groningen, Países Bajos) añade: «Estos hallazgos tienen importantes consecuencias. Podrían ayudar a explicar por qué las simulaciones actuales tienen dificultades para reproducir los LRD y proporcionan una guía para mejorar los modelos teóricos, donde la interacción y la fusión son posiblemente clave para explicar dichas fuentes». Aun así, el 70 % restante de la muestra aún parece compacto. Esto podría deberse a su debilidad o a las limitaciones actuales de los datos, cuya profundidad no es homogénea.
Rinaldi afirma: «Las futuras imágenes ultraprofundas y, por ejemplo, las observaciones a través de cúmulos con lentes gravitacionales serán clave para descubrir el panorama completo.
Nuestros resultados sitúan las interacciones y fusiones en el centro de las explicaciones de la «fase LRD», ya que podrían ser los mismos procesos que desencadenan la actividad de los agujeros negros en galaxias jóvenes». De esta manera, los LRD ofrecen una nueva perspectiva sobre las primeras etapas del crecimiento de galaxias y agujeros negros.
Los astrónomos combinaron varias técnicas: fotometría para identificar las fuentes, ajuste de la distribución espectral de energía para estimar sus propiedades estelares y análisis morfológico no paramétrico para revelar su complejidad en el ultravioleta. Los datos espectroscópicos mostraron además que algunos de ellos albergan un agujero negro supermasivo. Todo esto fue posible gracias a las observaciones ultraprofundas del Sondeo Extragaláctico Profundo Avanzado (JADES) del JWST, el mayor programa de sondeo profundo realizado con el JWST.
Con información de arXiv
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