Un profundo misterio envuelve un agujero negro de masa inexplicable

Los astrónomos siguen sin hallar explicación para un misterioso agujero negro de más de 1.000 millones de masas solares que se ubica en el centro de una galaxia llamada J1120+0641. El enigma radica en que es difícil entender cómo este agujero negro tuvo tiempo de ganar tanta masa, teniendo en cuenta que se trata de un cuerpo celeste de 770 millones de años después del Big Bang.

Los científicos intentaron dar respuesta a esta incógnita invocando un «mecanismo de alimentación especialmente eficaz» para este monstruo galáctico primitivo que, en teoría, le permitiera ganar mucha más masa y a mayor velocidad que del modo en que lo hacen los agujeros negros de su tipo más recientes.

Sobrepasando los límites

Los agujeros negros supermasivos que ocupan el centro de las galaxias cuásares se alimentan a un ritmo tremendo de una enorme nube circular de gas y polvo que los rodea, denominada disco de acreción. Este material brilla intensamente debido a la enorme fricción y la gravedad que calienta ese material. Pero la velocidad a la que puede alimentarse un agujero negro está determinada por un límite más allá del cual el brillo es tan intenso que la presión de radiación excede la atracción gravitacional. En ese momento el material es empujando hacia afuera y el agujero negro deja de alimentarse.

Los astrónomos consideraron como una posible explicación un escenario teórico en el que este límite fuera sobrepasado por el agujero negro atípico en el centro de J1120+0641 y continuara engullendo material mucho más allá de lo que la presión de la radiación impone a los agujeros negros más recientes.

Las observaciones de Webb

Un equipo de astrónomos dirigido por la Dra. Sarah Bosman, investigadora en el Instituto Max Planck de Astronomía, dirigió los lentes del telescopio espacial James Webb (JWST) hacia esta zona de J1120+0641 con la finalidad de buscar señales asociadas a procesos extremos que comprueben esta hipótesis. Sin embargo, según todas las mediciones realizadas parece que este antiquísimo agujero negro tiene un mecanismo de alimentación «sorprendentemente normal», muy similar al de sus homólogos más modernos.

Incluso, los astrónomos determinaron una temperatura del polvo alrededor algo más alta, unos 100 Kelvin más cálida que los 1.300 K encontrados en el polvo más caliente en los cuásares más recientes. Esta característica no había sido pronosticada por ningún modelo que intenta explicar el rápido crecimiento de los cuásares del «amanecer cósmico». Gracias a las observaciones de JWST, también se desestimó la suposición de que tal vez simplemente se hubiera sobreestimando las masas de los primeros agujeros negros debido a la presencia de polvo adicional.

Más misterio

«En general, las nuevas observaciones no hacen más que añadir misterio: los primeros cuásares eran sorprendentemente normales. No importa en qué longitudes de onda los observemos, los cuásares son casi idénticos en todas las épocas del universo», afirma Bosman. Los científicos señalaron que, al parecer, los agujeros negros supermasivos y sus mecanismos de alimentación estaban «maduros» desde que el universo tenía apenas un 5 % de su edad actual.

Después de descartar una serie de soluciones alternativas, los científicos apuestan ahora por la teoría de que los agujeros negros supermasivos no se formaron a partir de los restos de estrellas primitivas y luego crecieron masivamente muy rápido, sino que debieron formarse temprano con masas iniciales de al menos 100.000 masas solares, presumiblemente a través del colapso de nubes de gas masivas tempranas. La investigación se publicó recientemente en Nature Astronomy. Con RT