James Webb detecta la fusión más lejana de agujeros negros jamás detectada

James Webb detecta la fusión más lejana de la historia: dos agujeros negros masivos en proceso de fusión apenas 740 millones de años después del Big Bang

Es un récord: nunca antes los investigadores habían visto agujeros negros fusionarse a tanta distancia y tan pronto en la historia del universo. Pero esta no es la única razón por la que las observaciones son sorprendentes, ya que también pueden arrojar nueva luz sobre el todavía bastante misterioso crecimiento de los agujeros negros en el universo muy joven.

Las nuevas observaciones de James Webb revelan la fusión de dos agujeros negros masivos. Uno de ellos tiene una masa 50 millones de veces superior a la de nuestro Sol. “La masa del otro agujero negro es probablemente similar”, afirma el investigador Roberto Maiolino. Esto no es del todo seguro porque este agujero negro está bien escondido en gas que tiene una alta densidad.

Mirando atrás en el tiempo

Lo que hace que el hallazgo sea aún más especial es que, para este descubrimiento, James Webb miró muy profundamente en el universo y, por tanto, hacia atrás en el tiempo. La fusión descubierta por el telescopio tuvo lugar unos 740 millones de años después del Big Bang. Nunca antes se había observado una fusión a una distancia tan grande de la Tierra y en una época tan temprana de la historia del universo.

Las observaciones son extremadamente valiosas porque los investigadores siguen luchando por explicar la existencia de agujeros negros supermasivos (agujeros negros con masas superiores a 100 000 masas solares). Las observaciones han demostrado que tales agujeros negros están bien representados en el universo local. Incluso se puede encontrar uno en el corazón de nuestra Vía Láctea. Pero no está claro como estos agujeros negros supermasivos llegaron a ser tan pesados. Algunos investigadores sospechan que todo comienza con el colapso de una estrella masiva, tras lo cual emerge un agujero negro que es “solo” unos cientos de veces más pesado que nuestro sol. Y ese agujero negro evolucionaría gradualmente (por ejemplo, engullendo la materia circundante) hasta convertirse en un agujero negro supermasivo, es decir, un agujero negro cientos de miles, millones o incluso miles de millones de veces más pesado que nuestro sol. Sin embargo, ese proceso llevaría millones o incluso mil millones de años. Pero (y aquí viene) las recientes observaciones de James Webb revelan que podrían encontrarse agujeros negros supermasivos en el universo incluso 400 millones de años después del Big Bang. Y eso plantea naturalmente la cuestión de cómo tales agujeros negros pudieron hacerse tan pesados en tan poco tiempo.

Los agujeros negros que se fusionan son (casi) de todos los tiempos

Ese misterio no se ha resuelto de inmediato con el descubrimiento de los agujeros negros en fusión. Pero sí permite vislumbrar una posible vía, cree la investigadora Hannah Übler. “Nuestros resultados sugieren que la fusión es una vía importante por la que los agujeros negros pudieron crecer muy rápidamente incluso poco después de que el universo comenzara a existir”.

James Webb no detectó los agujeros negros directamente. Eso es porque no puede; los agujeros negros (como su nombre indica) son completamente negros. Su gravedad es tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de ellos, lo que los hace invisibles. Pero los investigadores pueden deducir su existencia por el impacto que los agujeros negros tienen en su entorno. Así, James Webb también descubrió estos agujeros negros distantes en el universo joven.

Esto es solo la punta del iceberg

“Gracias a Webb, ahora sabemos que los sistemas más brillantes que pueden ser avistados por el Proyecto LISA ocurren con mucha más frecuencia de lo que se suponía”, afirma Nora Luetzgendorf, científica del proyecto de la ESA. “Probablemente, ahora nos veamos obligados a ajustar nuestros modelos. Esto es solo la punta del iceberg”.

El nuevo descubrimiento se realizó por cortesía del instrumento de Espectroscopía de Campo Integral NIRSpec. Recientemente, se concedió al equipo de investigación tiempo de observación para investigar la relación entre los agujeros negros masivos y sus galaxias progenitoras en los primeros mil millones de años tras el Big Bang. Esto es inusual porque el telescopio James Webb es un telescopio popular que muchos científicos quieren utilizar. Muchas solicitudes son rechazadas. Los investigadores buscarán principalmente fusiones de agujeros negros. Con ello, también esperan aprender más sobre las ondas gravitacionales y sobre la evolución de los agujeros negros en el universo joven.

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