Una nueva clase de galaxias resuelve el misterio cosmológico de la «ruptura del universo»

Hace poco más de dos años, las observaciones del JWST desconcertaron a los astrónomos. Se detectaron algunas galaxias que parecían romper nuestros modelos esperados. Si la luz que recibíamos de ellos procedía de sus estrellas, simplemente eran demasiado grandes para haberse formado en los pocos cientos de millones de años que los separaron del nacimiento del universo. Desde el principio, los investigadores sospecharon que los agujeros negros estaban detrás de la anomalía y ahora tienen una confirmación importante.

En el universo moderno, los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias y sus galaxias anfitrionas crecen juntos. Pero este podría no ser el caso de las galaxias más primitivas. Se cree que los objetos conocidos como Little Red Dots (LRD) representan una clase completamente nueva de galaxias que sólo existió en el universo primitivo.

Todas estas galaxias surgieron unos 600 millones de años después del Big Bang y existieron hasta los primeros 1.500 millones de años después. En lenguaje astronómico, ese período se conoce como alto corrimiento al rojo. Utilizando observaciones de LRD de muchos estudios diferentes disponibles públicamente del JWST, el equipo pudo estimar que el 70 por ciento de estos objetos tienen gas que gira a 1.000 kilómetros por segundo (2 millones de millas por hora), lo que sugiere la presencia de un agujero negro supermasivo.

«Se está realizando una cantidad sustancial de trabajo para tratar de determinar la naturaleza de estos pequeños puntos rojos y si su luz está dominada por agujeros negros en acreción», dijo en un comunicado el autor principal, Dale Kocevski, del Colby College.

Los investigadores no han encontrado evidencia de diferentes longitudes de onda de que estos objetos realmente escondan un agujero negro supermasivo, en particular, no hay nada en los rayos X. Esto no es del todo sorprendente: las investigaciones han demostrado que los agujeros negros en el centro de las galaxias suelen estar envueltos por espesas nubes de gas, algo que persiste en la actualidad.

Sin embargo, no existe ningún equivalente en los últimos tiempos. Estas fuentes, si el modelo es correcto, están dominadas por sus agujeros negros y no por sus estrellas. A pesar de que los primeros análisis sugerían que eran demasiado grandes para existir, una vez que se tiene en cuenta un agujero negro en crecimiento, estas fuentes se vuelven más pequeñas y ligeras, algo perfectamente explicable en las teorías actuales, aunque ya no existan.

“Lo más interesante para mí son las distribuciones de corrimiento al rojo. Estas fuentes realmente rojas y de alto corrimiento al rojo básicamente dejan de existir en un cierto punto después del Big Bang”, dijo Steven Finkelstein, coautor del estudio de la Universidad de Texas en Austin. «Si son agujeros negros en crecimiento, y creemos que al menos el 70 por ciento de ellos lo son, esto sugiere una era de crecimiento de agujeros negros oscurecidos en el universo temprano».

El equipo está investigando varias cuestiones abiertas, tanto con teoría como con nuevas observaciones. Tales como: ¿están estos agujeros negros realmente profundamente envueltos? ¿Por qué estos objetos han dejado de existir? Tenerlos como una nueva clase resuelve un problema pero plantea nuevas preguntas.

«Siempre hay dos o más formas potenciales de explicar las propiedades confusas de los pequeños puntos rojos», dijo Kocevski. «Es un intercambio continuo entre modelos y observaciones, encontrando un equilibrio entre lo que se alinea bien entre los dos y lo que entra en conflicto».

Estos resultados fueron presentados en una conferencia de prensa en la 245ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense y se publicarán en The Astrophysical Journal.