Ciencia

El agujero negro más antiguo fue encontrado devorando gas solo 400 millones de años después del Big Bang

Los astrónomos han estimado el tamaño y la actividad de un agujero negro supermasivo descubierto en una de las galaxias más distantes que jamás hayamos visto. Como la velocidad de la luz es finita, mirar más adentro del universo es como mirar más atrás en el tiempo. La luz de esta galaxia proviene de sólo 400 millones de años después del Big Bang, lo que lo convierte en el agujero negro supermasivo más antiguo conocido encontrado hasta ahora.

En ese momento, el agujero negro tenía una masa 1,6 millones de veces la de nuestro Sol, aproximadamente un tercio de Sagitario A*, que se encuentra en el centro de nuestra galaxia, pero su propia galaxia, GN-z11, es apenas una centésima parte de la vía Láctea.

Este es otro ejemplo de un agujero negro supermasivo del universo temprano; sin embargo, un objeto tan grande en una etapa tan temprana es un problema. Los escenarios propuestos para explicar los agujeros negros supermasivos incluyen que pueden haberse formado a partir de una «semilla ligera» (una estrella verdaderamente masiva que se convierte en supernova, formando un agujero negro de tamaño considerable que luego se vuelve supermasivo) o un escenario de «semilla pesada» en el que se ve un agujero negro supermasivo. Los agujeros se forman directamente a partir de nubes de gas, de 10.000 a 100.000 veces la masa del Sol. Esto último encajaría mejor con los datos de esta galaxia, pero la actividad del agujero negro lo hace menos claro.

«Es muy temprano en el universo para ver un agujero negro de esta masa, por lo que tenemos que considerar otras formas en que podrían formarse», dijo el autor principal Roberto Maiolino, del Laboratorio Cavendish de Cambridge y el Instituto Kavli de Cosmología, en un comunicado enviado a IFLSiencia. «Las galaxias muy tempranas eran extremadamente ricas en gas, por lo que habrían sido como un buffet para los agujeros negros».

Datos recientes del JWST han impulsado una preferencia hacia el escenario de «semilla pesada», pero no está claro qué escenario funcionaría mejor para este agujero negro supermasivo en particular, y eso se debe a la increíble acumulación de material que está experimentando. El equilibrio entre la atracción gravitacional de un objeto y la presión de la radiación (luz) creada por dicho objeto se llama límite de Eddington. Por encima de este límite, las cosas se rompen, por debajo se derrumban.

Los agujeros negros supermasivos no emiten luz, pero el material que los rodea sí sí. Mientras gira listo para ser comido, este material experimenta fuerzas gravitacionales increíbles. Se calienta liberando una energía increíble. Los agujeros negros supermasivos son objetos extremos y pueden superar el límite de Eddington. En el caso del agujero negro supermasivo en el núcleo de GN-z11, la tasa de acreción (y la luz asociada) es cinco veces el límite de Eddington.

El equipo no está convencido de que esta alimentación extrema haya sido constante desde su formación, pero si lo fuera, permitiría que el escenario de «semilla ligera» fuera posible. El equipo espera que el descubrimiento de agujeros negros aún más distantes pueda ayudar a desentrañar los escenarios: ¿empiezan siendo grandes o crecen muy rápido?

Un artículo que describe la investigación se publica en Nature.

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