Hallan el agujero negro más cercano al Big Bang
Dos nuevos estudios publicados en la revista 'Nature' obligan a replantear las teorías aceptadas sobre los agujeros negros supermasivos.
Un equipo internacional de astrónomos liderado por la Universidad de Cambridge ha detectado el agujero negro más antiguo jamás descubierto, tanto que se remonta al origen del universo. Según las observaciones realizadas mediante el telescopio espacial James Webb, se originó 400 millones de años después del Big Bang, por lo que tiene más de trece mil millones de años de antigüedad.
Se trata, además, de un coloso cósmico cuya masa es millones de veces superior a la de nuestro Sol, lo suficiente como para devorar a la galaxia que se arremolina a su alrededor. Las teorías vigentes hasta la fecha asumían que los agujeros negros supermasivos que se encuentran por ejemplo en el corazón de nuestra Vía Láctea crecen a medida que absorben la materia circundante, pero ahora deben ser replanteadas a la luz de este descubrimiento.
Su tamaño, escriben los autores en la revista Nature, implica que o bien emergió enormemente grande o bien devora materia a un ritmo cinco veces más rápido de lo que se creía posible. De formarse según lo esperado, este agujero negro supermasivo sería fruto del colapso de una estrella un centenar de veces más grande que el Sol. Sin embargo, habría necesitado mil millones de años para alcanzar la masa actual, algo imposible porque el universo acababa de nacer.
La galaxia que trata de formarse alrededor de este agujero negro primordial ha sido nombrada como GN-z11. Es "compacta", en palabras de los autores, y cien veces más pequeña que la Vía Láctea. Pero la voracidad del coloso en su interior está dañando su desarrollo, al consumir gas en exceso y expulsar los remanentes en forma de vientos cósmicos de alta velocidad. Estas ráfagas interfieren con la formación de estrellas, matando lentamente no solo a la galaxia sino al propio agujero negro, que se arriesga a desaparecer por inanición.
Hasta que eso ocurra, GN-z11 ha podido ser identificada por el brillante resplandor que provoca el intercambio de energía en los límites exteriores del agujero negro. Estos objetos astronómicos no se pueden localizar directamente precisamente porque ni emiten ni reflejan luz. Pero están rodeados de un disco de acreción, muy caliente y brillante, como producto de la absorción de materia y gas en sus bordes. Este rastro de luz ultravioleta es el que ha permitido localizar este novedoso objeto.
Cuando el agujero negro engulle una estrella
Los conocidos como Evento de Disrupción de Marea (TDEs) se producen cuando los agujeros negros supermasivos -con masas millones de veces superiores a la de una estrella mediana- atraen a uno de estos soles. La estrella es despedazada por el horizonte de sucesos, el borde exterior que forma el brillante disco de acreción, con potentísimas erupciones de plasma. Estos gases supercalientes terminan absorbidos de nuevo con un fogonazo que supera en luminosidad al brillo de una galaxia completa durante semanas, incluso meses.
Un trabajo de la Universidad Hebrea de Jerusalén (Israel) publicado en Nature ha recreado un TDE en un simulador de hidrodinámica de radiación con parámetros lo bastante realistas como para determinar qué ocurre durante el evento cósmico. El ensayo determinó que existe un nuevo tipo de ondas de choque desconocidas hasta la fecha que se producen cuando la masa gravitatoria del agujero negro atrae a la estrella hacia su interior. Al entrar en contacto, emite energía con una velocidad que no se consideraba posible.
Este hallazgo confirma por lo tanto que las fases más brillantes de un fogonazo de TDE son potenciadas por la disipación de choque, una conclusión que ahora tendrá que ser ratificada mediante el trabajo de exploración en profundidad que realizan los astrónomos observacionales. Y sienta la base para traducir las observaciones de los Eventos de Disrupción de Masas en mediciones precisas de las propiedades del agujero negro, como su masa y velocidad de giro.
Los autores del informe
Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, Cambridge, UK
Roberto Maiolino, Jan Scholtz, Joris Witstok, Francesco D'Eugenio, Hannah Übler, Sandro Tacchella, Tobias J. Looser, William M. Baker, Nicolas Laporte & Lester Sandles
Cavendish Laboratory - Astrophysics Group, University of Cambridge, Cambridge, UK
Roberto Maiolino, Jan Scholtz, Joris Witstok, Francesco D'Eugenio, Hannah Übler, Sandro Tacchella, Tobias J. Looser, William M. Baker, Nicolas Laporte & Lester Sandles
Department of Physics and Astronomy, University College London, London, UK
Roberto Maiolino
Scuola Normale Superiore, Piazza dei Cavalieri 7, Pisa, Italy
Stefano Carniani
Max-Planck-Institut für Astronomie, Königstuhl 17, Heidelberg, Germany
Anna de Graaff
Centre for Astrophysics Research, Department of Physics, Astronomy and Mathematics, University of Hertfordshire, Hatfield, UK
Emma Curtis-Lake
Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA, Cra. de Ajalvir Km. 4, 28850- Torrejón de Ardoz, Madrid, Spain
Santiago Arribas, Bruno Rodríguez Del Pino & Michele Perna
Department of Physics, University of Oxford, Denys Wilkinson Building, Oxford, UK
Andrew Bunker, Jacopo Chevallard & Gareth C. Jones
Sorbonne Université, CNRS, UMR 7095, Institut d'Astrophysique de Paris, 98 bis bd Arago, Paris, France
Stéphane Charlot
European Southern Observatory, Karl-Schwarzschild-Strasse 2, Garching, Germany
Mirko Curti
Department of Astronomy, University of Wisconsin-Madison, Madison, WI, USA
Michael V. Maseda
European Space Agency, Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, US
Tim Rawle
NRC Herzberg, 5071 West Saanich Rd, Victoria, BC, Canada
Chris J. Willott
Steward Observatory University of Arizona 933 N. Cherry Avenue, Tucson, AZ, USA
Eiichi Egami, Kevin Hainline, Christopher N. A. Willmer, Christa DeCoursey, Jakob M. Helton, Zhiyuan Ji, Irene Shivaei & Fengwu Sun
Center for Astrophysics - Harvard & Smithsonian, Cambridge, MA, USA
Daniel Eisenstein
Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz, Santa Cruz, CA, USA
Brant Robertson
NSF's National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory, Tucson, AZ, USA
Christina C. Williams
School of Physics, University of Melbourne, Parkville, VIC, Australia
Kristan Boyett
ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D), Melbourne, VIC, Australia
Kristan Boyett
Institute of Astronomy, University of Cambridge, Cambridge, UK
Andrew C. Fabian
AURA for European Space Agency, Space Telescope Science Institute, Baltimore, MD, USA
Nimisha Kumari
Department for Astrophysical and Planetary Science, University of Colorado, Boulder, CO, USA
Erica Nelson
