El telescopio espacial James Webb se ha convertido en la herramienta que los astrónomos llevaban décadas esperando. No cesa de sorprender con nuevos hallazgos que facilitan la comprensión sobre el origen del universo. A las imponentes imágenes que este telescopio ha portado se suman cada mes un nuevo descubrimiento de gran importancia. Esta vez investigadores del Instituto Max Planck de Astronomía se han centrado en estudiar la relación entre los agujeros negros masivos y las estrellas vecinas que se ocultan tras la potente luz de los primeros.
Gracias a la tecnología del Telescopio James Webb, un equipo de astrónomos ha visto la luz de las estrellas de dos galaxias tempranas que albergan agujeros negros supermasivos, también llamados cuásares. Puede que este logró no signifique nada a simple vista si no se sabe que es la primera vez que se consigue algo así.
"El Telescopio Espacial Hubble nos permitió sondear la época pico del crecimiento de los agujeros negros hace 10.000 millones de años. Y ahora tenemos JWST disponible para ver las galaxias en las que surgieron los primeros agujeros negros supermasivos" informa en un comunicado el equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Astronomía Knud Janke.
Los cuásares y las estrellas
Para comprender lo conseguido por Webb, primero hay que profundizar levemente en la incógnita que este grupo de científicos tenía delante. Los cuásares forman parte del grupo de elementos más extremos conocidos del universo.. Se alimentan por agujeros negros masivos rodeados de gas y polvo, que puede ser expulsado a velocidades cercanas a la de la luz. De ahí que los cuásares emitan tanta luz que puedan llegar a eclipsar a las estrellas de la galaxia en la que se encuentra. Esto no ocurre siempre, el agujero negro supermasivo del centro de la Vía Láctea, Sagitario A consume poca materia y, por lo tanto, no puede impulsar un cuásar.
Descubiertos por primera vez en 1963, a partir de la década de los 2000 se comprendió que existe una relación directa entre la masa del agujero negro masivo y la masa total de las estrellas de la galaxia en la que se encuentra, pero el motivo por el que sucede esto sigue sin determinarse. Se contemplan varias teorías. Por un lado, la historia que comparten al estar en el mismo escenario. Por otro lado, el gas que cae en el agujero negro central transformaría el agujero negro en un cuásar y la radiación de este podría, a su vez, influir en la reserva de gas de la galaxia, proporcionando la materia prima tanto para el crecimiento de agujeros negros como para la formación de estrellas en la galaxia.
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Los datos recabados por el nuevo telescopio espacial ayudarían a comprender a la comunidad científica cómo los agujeros negros supermasivos crecen rápidamente hasta alcanzar masas equivalentes a millones o miles de millones de sus soles y cómo las galaxias en las que se encuentran evolucionan a su vez. Esta incógnita se ha mantenido durante años, en parte, por las dificultades técnicas que tenían los anteriores telescopios.
Nuevo avance
El equipo del Max Planck ha sido capaz de observar dos galaxias activas, pero en el estado que tenían solo mil millones de años, relativamente jóvenes, ya que la luz de ambas ha tardado en llegar a los humanos 12.900 y 12.800 millones de años, respectivamente. Con las herramientas del Webb, han podido calcular la masa de las galaxias, así como la de los agujeros negros supermasivos.
Los telescopios terrestres luchan por distinguir la luz de los cuásares y la luz de las estrellas en sus galaxias debido al efecto de la atmósfera terrestre. Desde su posición sobre la atmósfera, el Telescopio Espacial Hubble pudo desentrañar la luz de estas galaxias que se encuentran a unos 10.000 millones de años luz de distancia. Pero a Hubble se le resisten aquellas más lejanas y antiguas, los astrónomos han tenido que esperar a un sucesor más poderoso, el JWST.
Recreación artística del James Webb
Los dos cuásares J2236+0032 y J2255+0251 se observaron con el instrumento principal del JWST, la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam), durante 2 horas en dos longitudes de onda diferentes. Primero se tomó este espectro de luz combinando la del cuásar y con la de ambas galaxias, para después separarlas, una posibilidad por primera vez al alcance de la ciencia.
Aunque los hallazgos aportados por el telescopio y el grupo de investigación, y publicados en la revista Nature, no son suficientes para revelar el origen de esta relación de masas y el comportamiento de los elementos masivos y primitivos, pero próximas investigaciones están en camino. JWST sigue observando otros diez de estos objetos supermasivos alimentados por agujeros negros y sus galaxias. Además, se han otorgado otras 11 horas de tiempo de observación a esta exploración específica del universo primitivo.