El agujero negro supermasivo envuelto en rojo también es demasiado grande para su galaxia

Los astrónomos han descubierto un agujero negro supermasivo de proporciones excepcionales en el universo primitivo. Su luz nos llega desde cuando el cosmos tenía poco más de 764 millones de años. Y, sin embargo, este agujero negro es grande y se estima que pesa 40 millones de veces la masa de nuestro Sol.

El equipo pudo ver este objeto gracias a lentes gravitacionales. La gravedad de un objeto en primer plano deformó el espacio-tiempo hasta tal punto que amplió este compacto objeto rojo. Utilizando JWST, el equipo pudo estudiar el espectro de su luz. El agujero negro supermasivo está envuelto en polvo y acumulando material con intensidad. Este material gira a su alrededor a muy alta velocidad.

«Usando los espectros, logramos no sólo confirmar que el objeto compacto rojo era un agujero negro supermasivo y medir su corrimiento al rojo exacto, sino también obtener una estimación sólida de su masa a partir del ancho de sus líneas de emisión», dijo el coautor principal, el Dr. dijo en un comunicado Lukas Furtak, de la Universidad Ben-Gurion del Negev.

«El gas orbita en el campo gravitacional del agujero negro y alcanza velocidades muy altas que no se observan en otras partes de las galaxias. Debido al desplazamiento Doppler, la luz emitida por el material en acreción se desplaza hacia el rojo en un lado y hacia el azul en el otro lado, según su velocidad. Esto hace que las líneas de emisión en el espectro se vuelvan más anchas.»

El objeto es un cuásar, el estado activo de un agujero negro supermasivo. Está eclipsando a su galaxia anfitriona, pero también parece ser más pesado de lo que debería, algo que los astrónomos han encontrado en varias galaxias muy distantes. Un agujero negro supermasivo típico debería tener aproximadamente el 0,1 por ciento de la masa estelar de la galaxia, pero estos agujeros negros supermasivos son al menos 10 veces más grandes que eso.

«Toda la luz de esa galaxia debe caber dentro de una pequeña región del tamaño de un cúmulo de estrellas actual. La ampliación de la lente gravitacional de la fuente nos dio límites exquisitos en el tamaño. Incluso empaquetando todas las estrellas posibles en una región tan pequeña, el agujero negro termina siendo al menos el 1 por ciento de la masa total del sistema», añadió la codirectora Jenny Greene, profesora de la Universidad de Princeton.

«De hecho, se ha descubierto que varios otros agujeros negros supermasivos en el universo primitivo muestran un comportamiento similar, lo que conduce a algunas visiones intrigantes del crecimiento de los agujeros negros y de las galaxias anfitrionas, y de la interacción entre ellos, que no se comprende bien».

El crecimiento de los agujeros negros y el crecimiento de las galaxias tienen una relación bien definida en el universo más reciente, pero en los primeros cientos de millones de años después del Big Bang, las cosas son muy diferentes. Y JWST está ayudando a encontrar estos objetos de gran masa.

Un artículo que describe los resultados se publica en Nature.