El descubrimiento de un agujero negro primordial oculto, que se formó apenas 750 millones de años después del Big Bang, sugiere que puede ser la “punta del iceberg” de los monstruos cósmicos que se esconden en el universo primitivo.

Una ilustración de un cuásar, del cual el nuevo agujero negro es una forma temprana, lanzando un chorro de viento radiactivo caliente hacia el cosmos. (Crédito de la imagen: ESO/M. Kornmesser)

Un raro agujero negro supermasivo encontrado escondido en los albores del universo podría indicar que había miles de monstruos voraces acechando el cosmos primitivo de lo que pensaban los científicos, y los astrónomos no están seguros de por qué.

El agujero negro primordial tiene alrededor de mil millones de veces la masa de nuestro sol y se encontró en el centro de la galaxia COS-87259. La antigua galaxia se formó apenas 750 millones de años después del Big Bang y fue detectada por el Atacama Large Millimeter Array (ALMA), un observatorio de radio en Chile, en una pequeña porción de cielo de menos de 10 veces el tamaño de la luna llena.

Oculto bajo una capa de polvo estelar turbulento, se vio que el agujero negro de rápido crecimiento consumía parte de su disco de acreción de materia en órbita mientras arrojaba los restos en un chorro que viajaba a una velocidad cercana a la de la luz. El monstruoso agujero negro parece estar en una rara etapa intermedia de crecimiento, en algún lugar entre una polvorienta galaxia en formación de estrellas y un enorme agujero negro que brilla intensamente llamado cuásar.

“Francamente, explicar la existencia de alrededor de 15 cuásares luminosos muy tempranos [del mismo período de tiempo que COS-87259] fue un gran desafío para la astronomía extragaláctica dado el poco tiempo que hay para que crezca un agujero negro tan masivo desde el Big Bang. ”, dijo a WordsSideKick.com el autor principal del estudio, Ryan Endsley (se abre en una nueva pestaña), astrónomo de la Universidad de Texas, Austin. “Si los primeros agujeros negros de miles de millones de masas solares son miles de veces más comunes de lo que pensábamos originalmente (como lo implica nuestro descubrimiento, a menos que asuma que tuvimos una suerte increíble), esto solo exacerba aún más el problema”.

Un misterio supermasivo Los agujeros negros nacen del colapso de estrellas gigantes y crecen atiborrándose incesantemente de gas, polvo, estrellas y otros agujeros negros en las galaxias formadoras de estrellas que los contienen. Si crecen lo suficiente, la fricción hace que el material que se mueve en espiral hacia las fauces de los agujeros negros se caliente y se transformen en cuásares, desprendiendo sus capullos gaseosos con ráfagas de luz hasta un billón de veces más luminosas que las estrellas más brillantes.

Debido a que la luz viaja a una velocidad fija a través del vacío del espacio, cuanto más profundo miran los científicos en el universo, más luz remota interceptan y más atrás en el tiempo ven. Las simulaciones anteriores del “amanecer cósmico”, la época que abarca los primeros mil millones de años del universo, han sugerido que las nubes ondulantes de gas frío pueden haberse fusionado en estrellas gigantes que estaban condenadas a colapsar rápidamente, creando agujeros negros. A medida que el universo creció, esos primeros agujeros negros pueden haberse fusionado rápidamente con otros para sembrar agujeros negros supermasivos aún más grandes en todo el cosmos.

Pero cómo estas condiciones caóticas llevaron a la creación de tantos agujeros negros supermasivos es un misterio; uno que se profundiza por la posibilidad de que las bestias pudieran haberse contado por miles cuando el universo había alcanzado solo el 5% de su edad actual. Un artículo de revisión (se abre en una pestaña nueva) ha sugerido que los cuásares grandes y brillantes son los agujeros negros más fáciles de detectar, por lo que probablemente sean solo la “punta del iceberg” de los monstruos que se esconden en el cosmos joven.

La respuesta a este enigma podría apuntar a un agujero en nuestra comprensión de la formación de galaxias en el universo primitivo. El 22 de febrero, otro grupo de astrónomos que analizó datos del Telescopio Espacial James Webb descubrió un grupo de seis galaxias gigantescas, con una edad de entre 500 y 700 millones de años después del Big Bang, que eran tan masivas que estaban en tensión con el 99% de modelos cosmológicos.

Una posible explicación puede residir en la cantidad y la actividad frenética de las densas nubes de “estallido estelar” donde se generaron los primeros agujeros negros. Por ejemplo, en abril de 2022, el descubrimiento de otro agujero negro en transición de rápido crecimiento llamado GNz7q en una galaxia con brote estelar de la misma edad que COS-87259 mostró que la galaxia estaba sirviendo estrellas recién horneadas 1.600 veces más rápido que la Vía Láctea en la actualidad. COS-87259 se cocina a un ritmo ligeramente más lento de 1000 veces la Vía Láctea actual, pero su agujero negro es 20 veces más masivo y brillante que GNz7q.

“El descubrimiento de COS-87259 y GNz7q durante el año pasado fue súper sorprendente y realmente nos empuja a preguntarnos cómo podemos entender esto desde el punto de vista de comprender el crecimiento muy temprano de agujeros negros supermasivos”, dijo Endsley.

Fuente: https://www.livescience.com/rare-black-hole-one-billion-times-the-mass-of-the-sun-could-upend-our-understanding-of-galaxy-formation