Descubierto un agujero negro de rápido crecimiento

Los astrónomos saben desde hace tiempo que el centro de la mayoría de las galaxias alberga agujeros negros supermasivos. Con métodos de investigación cada vez mejores, han sido capaces de rastrear a estos gigantes hasta el pasado. Deben haber existido desde 750 millones de años después del Big Bang. Esto plantea uno de los mayores misterios de la astronomía actual: ¿Cómo pudieron crecer tan rápidamente estos agujeros negros supermasivos, que pesan entre millones y miles de millones de veces la masa del Sol?

Según las teorías actuales, los agujeros negros supermasivos comienzan su vida en los núcleos envueltos en polvo de las galaxias con fuerte formación estelar (galaxias con brotes estelares) antes de expulsar el gas y el polvo que los rodea y aparecer como cuásares que brillan. Hoy en día, estos objetos son muy raros, pero los investigadores fueron capaces de detectar tanto galaxias polvorientas con brotes de estrellas como cuásares luminosos en el universo primitivo.

Pero aún faltaba un eslabón: el pez con patas o el dinosaurio con alas, por así decirlo. Un equipo internacional de astrónomos, utilizando datos de archivo del telescopio espacial Hubble de la NASA/ESA y de otros observatorios espaciales y terrestres, ha descubierto aparentemente un objeto único en el lejano universo primitivo que podría proporcionar ese vínculo crucial. El objeto en cuestión se llama GNz7q. Tiene características de una galaxia polvorienta y de un cuásar, con la luz del cuásar enrojecida por el polvo. Además, GNz7q carece de otras características normalmente observadas en los cuásares típicos muy brillantes (correspondientes a la emisión del disco de acreción del agujero negro supermasivo), muy probablemente debido a que el agujero negro central de GNz7q se encuentra todavía en una fase joven y menos masiva. Estas propiedades coinciden perfectamente con el cuásar joven en fase de transición que se ha predicho en las simulaciones pero que nunca se ha identificado en una región de alto desplazamiento al rojo similar a los cuásares muy brillantes identificados anteriormente hasta un desplazamiento al rojo de 7,6.

«GNz7q proporciona un vínculo directo entre estas dos raras poblaciones y ofrece una nueva forma de entender el rápido crecimiento de los agujeros negros supermasivos en los inicios del Universo», explica Seiji Fujimoto, astrónomo del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague y autor principal del artículo de Nature que describe el descubrimiento. «Nuestro descubrimiento proporciona un ejemplo de precursores de los agujeros negros supermasivos que observamos en épocas posteriores».

Aunque no se pueden descartar por completo otras interpretaciones de los datos del equipo, las propiedades observadas de GNz7q coinciden con las predicciones teóricas. La galaxia anfitriona de GNz7q forma estrellas a un ritmo de 1.600 masas solares al año, y la propia GNz7q aparece brillante en longitudes de onda UV pero muy débil en longitudes de onda de rayos X.

Normalmente, el disco de acreción de un agujero negro masivo debería ser muy brillante tanto en luz UV como en rayos X. Pero en este caso, mientras que el equipo fue capaz de detectar la luz ultravioleta con el Hubble, la luz de rayos X no era visible ni siquiera con uno de los mayores conjuntos de datos de rayos X. Esto sugiere que el núcleo del disco de acreción, del que emanan los rayos X, todavía está oculto, mientras que la parte exterior del disco de acreción, de la que emana la luz ultravioleta, se está revelando gradualmente. Así, el agujero negro superpesado va descorriendo poco a poco el telón antes de entrar en el mayor escenario del cosmos.

«GNz7q es un descubrimiento único realizado justo en el centro de un campo celeste famoso y bien estudiado: demuestra que los grandes descubrimientos también pueden estar ocultos», comenta Gabriel Brammer, otro astrónomo del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague y miembro del equipo que está detrás de este resultado. «Es poco probable que el descubrimiento de GNz7q en la zona de estudio relativamente pequeña de GOODS-North haya sido sólo «suerte». Sospechamos que la abundancia de estas fuentes puede ser en realidad mucho mayor de lo que se pensaba».

Impresión artística de GNz7q (Imagen: ESA/Hubble, N. Bartmann)
El objeto denominado GNz7q se ve aquí en el centro de la imagen del campo GOODS-Norte del Hubble. (Imagen: NASA, ESA, G. Illingworth (Universidad de California, Santa Cruz), P. Oesch (Universidad de California, Santa Cruz; Universidad de Yale), R. Bouwens e I. Labbé (Universidad de Leiden), y el equipo científico, S. Fujimoto et al. (Cosmic Dawn Center [DAWN] y Universidad de Copenhague)).

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BrandonQMorris
  • BrandonQMorris
  • Brandon Q. Morris es físico y especialista en el espacio. Lleva mucho tiempo preocupado por las cuestiones espaciales, tanto a nivel profesional como privado, y aunque quería ser astronauta, tuvo que quedarse en la Tierra por diversas razones. Le fascina especialmente el "qué pasaría si" y a través de sus libros pretende compartir historias convincentes de ciencia ficción dura que podrían suceder realmente, y que algún día podrían suceder. Morris es autor de varias novelas de ciencia ficción de gran éxito de ventas, como la serie Enceladus.

    Brandon es un orgulloso miembro de la Science Fiction and Fantasy Writers of America y de la Mars Society.