Uno de los puntos rojos observado por el telescopio espacial
Ciencia
Un hallazgo español abre una nueva vía para entender cómo nacieron los primeros agujeros negros
Un equipo internacional de investigadores de la Universidad de Cambridge, y en el que participan científicos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha descubierto un análogo cercano de los enigmáticos «pequeños puntos rojos» (Little Red Dots o LRDs).
Este hallazgo abre una «nueva ventana» para comprender cómo se formaron y crecieron los agujeros negros supermasivos en el Universo temprano, ha explicado este lunes el IAC en un comunicado,
Según el IAC, las observaciones realizadas con el Gran Telescopio Canarias (GTC) han sido clave para caracterizar este objeto, y ha recordado que los LRDs se encuentran entre los descubrimientos más interesantes del telescopio espacial James Webb (JWST).
Identificados por primera vez a grandes distancias cósmicas, cuando el Universo tenía menos de mil quinientos millones de años, estos objetos compactos parecen albergar agujeros negros supermasivos en rápido crecimiento, pero se comportan de forma muy diferente a las galaxias activas observadas en el Universo local.
De manera independiente, dos equipos internacionales, uno de ellos liderado por Roberto Maiolino en el Kavli Institute for Cosmology, han identificado las primeras contrapartidas cercanas de LRDs, situados «a tan solo unos pocos miles de millones de años luz de la Tierra».
«Este descubrimiento clave permite a los astrónomos estudiar estos objetos con un nivel de detalle sin precedentes y les ayuda a entender cómo algunos de los primeros agujeros negros del Universo se formaron y crecieron tan rápidamente», ha detallado el IAC.
Los LRDs fueron identificados por primera vez en observaciones profundas del telescopio James Webb como galaxias débiles y compactas en el Universo distante, en la época llamada «Amanecer Cósmico».
Impresión artística del Gran Telescopio Canarias observando un pequeño punto rojo
Estos puntos muestran fuertes lineas de emisión de hidrógeno, a menudo con componentes anchas que indican la presencia de agujeros negros supermasivos activos.
«Sin embargo, a diferencia de los núcleos galácticos activos típicos, los LRDs son sorprendentemente débiles en rayos X e infrarrojo, desafiando a los modelos actuales de crecimiento de agujeros negros e incluso la presencia de agujeros negros supermasivos en estos objetos», detalla la institución científica.
Una pista clave sobre su naturaleza surgió al descubrir que muchos LRDs muestran rasgos de absorción en sus líneas de emisión de hidrógeno.
«Esto quiere decir que si bien estos objetos emiten un brillo intenso debido al hidrógeno caliente, éste está rodeado por gas más frío que absorbe parte de esa energía. Este descubrimiento nos indica que estos objetos son, efectivamente, agujeros negros activos rodeados por envolturas densas de gas que absorbe la luz emitida por ellos», ha ahondado el IAC.
El problema es que determinar las propiedades de este gas denso en el Universo temprano «resulta extremadamente difícil».
El descubrimiento de LRDs situados a tan solo unos pocos miles de millones de años luz de la Tierra «ha cambiado radicalmente el panorama», pues permite su estudio con un nivel de detalle inaccesible en el Universo temprano.
Observaciones realizadas con el Gran Telescopio Canarias (GTC), ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma, del más cercano de ellos, revelaron líneas débiles de emisión de hierro ionizado, lo que indica la presencia de gas excepcionalmente denso alrededor de su agujero negro.
Tras este descubrimiento, estas líneas se han identificado en LRDs distantes, lo que refuerza la conexión entre las poblaciones locales y las del Universo temprano.
«Estos Little Red Dots locales son laboratorios únicos», señala Xihan Ji, investigador del Kavli Institute for Cosmology de la Universidad de Cambridge y autor principal del estudio.
Según los investigadores, ampliar la búsqueda de estos objetos será «crucial» para comprender cómo de comunes son y cómo encajan en el marco general de la evolución de galaxias y agujeros negros.
«Recientemente se nos han concedido 30 horas de tiempo de observación en el GTC para ampliar la muestra de LRDs locales y estudiar sus envolturas de gas, triplicando la estadística actual. Esto será fundamental para mejorar nuestra comprensión de sus contrapartidas en el Universo temprano», ha concluido la investigadora del IAC y de la ULL, y coautora del estudio, Cristina Ramos Almeida.