Agujeros negros «sobremasivos», demasiado grandes para sus propias galaxias, descubiertos en el universo temprano

Los astrónomos han descubierto lo que han denominado agujeros negros “sobremasivos”, agujeros negros supermasivos que parecen violar la relación bien establecida entre la masa estelar de una galaxia anfitriona y la masa de su agujero negro central. Los agujeros negros son demasiado grandes y este exceso dice algo profundo sobre el origen de estos objetos.

Los astrónomos utilizaron el JWST para observar 21 sistemas extremadamente lejanos. Su luz nos llega desde hace entre 12.000 y 13.200 millones de años. En el universo actual, la proporción entre un agujero negro supermasivo (SMBH) y la estrella de su galaxia es de 1 a 1.000. Pero en estos sistemas, la proporción entre las dos masas llega a 1 a 100, 1 a 10 e incluso 1 a 1.

«En el Universo cercano, existe una relación bien conocida entre la masa del agujero negro supermasivo central y la masa de las estrellas de sus galaxias anfitrionas», dijo el autor principal, Dr. Fabio Pacucci, del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian dijeron a IFLScience. “Normalmente, la masa de un agujero negro es aproximadamente el 0,1% de la masa de las estrellas. Este no es el caso en el Universo distante”. Agujeros negros «sobremasivos» es claramente un nombre apropiado.

JWST ha impulsado la capacidad de los humanos para ver más adentro del universo temprano (también conocido como universo de alta z), y aunque todavía tenemos que ver el nacimiento de uno de estos agujeros negros supermasivos, este nuevo estudio proporciona más evidencia de cómo estos Me vinieron objetos curiosos.

El escenario de la «semilla de luz» hace que se formen a partir de estrellas extremadamente masivas, de 100 a 1.000 veces la masa del Sol, convirtiéndose en supernovas. En cambio, el escenario de la «semilla pesada» sugiere que enormes nubes de gas a partir de las cuales se forman esas estrellas también formaron directamente agujeros negros masivos que pesan entre 10.000 y 100.000 veces la masa del Sol.

“Varios estudios (que datan de hace muchos años) sugieren que si los primeros agujeros negros se formaron como semillas pesadas, entonces en z alta, su masa debería ser similar a la masa estelar de sus anfitriones. Esto parece ser lo que estamos presenciando con las observaciones del JWST”, explicó el Dr. Pacucci.

Esta no es la primera evidencia de que el escenario de semillas pesadas podría ser la vía de formación más probable. Observaciones anteriores que combinaron datos del JWST y rayos X del Chandra de la NASA también favorecieron este escenario sobre una semilla ligera. La semilla pesada también afectaría a toda la galaxia de una manera que puede explicar mejor por qué estos objetos permanecen demasiado masivos durante un tiempo.

“Estos sistemas galácticos supermasivos pueden haber formado semillas pesadas con una masa cercana a la masa de las estrellas de sus anfitriones. Luego, dado el tamaño de su SMBH central, es posible que hayan emitido tanta energía como para impedir la formación de estrellas por un tiempo. Esta combinación de razones podría explicar por qué estamos observando principalmente agujeros negros supermasivos en el universo de alta z con JWST, violando la relación local”, dijo el Dr. Pacucci a IFLScience.

«Con el JWST, será posible precisar cómo se formaron los primeros agujeros negros supermasivos al encontrar agujeros negros que están más lejos y son más pequeños que los encontrados hasta ahora, y que nuestro estudio predice que serán bastante abundantes», dijo el coautor Roberto Maiolino, un dijo el profesor de la Universidad de Cambridge en un comunicado.

El estudio se publica en The Astrophysical Journal Letters y se presentó en la 243ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense.

Entendiendo las Galaxias y sus Agujeros Negros Sobremasivos

Para comprender el impacto de los agujeros negros sobremasivos en sus galaxias anfitrionas, es esencial definir qué es una galaxia. Una galaxia es un sistema masivo de estrellas, polvo estelar, gas y materia oscura, todo gravitacionalmente unido. Un ejemplo en el que muchas personas podrían pensar es la galaxia A10e, que aunque no es un término astronómico reconocido, podría ser una referencia errónea a un tipo de galaxia o un modelo de dispositivo que lleva la nomenclatura «A10e». Sin embargo, lo que sí sabemos es que las galaxias varían enormemente en tamaño y forma, y muchas albergan en su centro un agujero negro supermasivo, cuya masa puede influir significativamente en la dinámica y evolución de la galaxia anfitriona.

La detección de agujeros negros sobremasivos en el universo temprano sugiere que la formación y crecimiento de galaxias y sus agujeros negros centrales podrían ser procesos más complejos de lo que se pensaba anteriormente. Estos descubrimientos, realizados posible gracias a herramientas como el JWST y la colaboración de científicos como el Dr. Pacucci y equipos de IFLScience, nos llevan un paso más cerca de entender el vasto cosmos en el que vivimos y la naturaleza de los fenómenos más misteriosos del universo.