Científicos logran primera medición directa de la masa de un agujero negro primitivo

Avance en la medición de agujeros negros antiguos

Un estudio publicado en la revista Nature presenta un hito importante en la astronomía: la primera medición directa de la masa de un agujero negro en el universo primitivo. El equipo de investigación, en el que participa el Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) de España, utilizó datos del telescopio espacial James Webb para analizar el objeto celeste Abell2744-QSO1.

Descubrimiento sobre los misteriosos puntos rojos

En sus primeras operaciones científicas, el James Webb identificó unos objetos denominados 'puntos rojos lejanos' (LRDs, por sus siglas en inglés), sobre los cuales existía debate en la comunidad científica acerca de su naturaleza: si se trataba de galaxias muy polvorientas llenas de estrellas u objetos que ocultaban agujeros negros devorando materia.

El objeto Abell2744-QSO1 se puede considerar un prototipo representativo de estos LRDs. El estudio proporciona evidencia sólida de que, en este caso, el punto rojo está dominado por un agujero negro supermasivo.

Medición directa de la masa

El equipo determinó de forma directa la masa del agujero negro primitivo, un logro que se alcanza por primera vez en este contexto. Anteriormente, todas las mediciones de este tipo en épocas tempranas del universo eran indirectas, basadas en suposiciones y calibraciones de galaxias cercanas, cuya validez para los primeros tiempos cósmicos era incierta.

El agujero negro estudiado posee una masa equivalente a 50 millones de masas solares, lo que representa dos tercios de la masa total del sistema, mientras que su galaxia tiene muy poca masa estelar. A modo de comparación, en el universo cercano, los agujeros negros representan menos del 0,1% de la masa de su galaxia.

Cambio de comprensión sobre la formación cósmica

La teoría clásica sostiene que primero se forma la galaxia de estrellas y el agujero negro crece en su interior. Sin embargo, QSO1 presenta un escenario diferente: un agujero negro prácticamente construyendo una galaxia a su alrededor, lo que sugiere un cambio de paradigma en la comprensión de cómo evolucionó el universo primitivo.

Esta característica sugiere que en los albores del universo, el agujero negro podría haber sido el protagonista, naciendo con una gran masa y, posiblemente, limitando el crecimiento de las estrellas a través de su energía.

Entorno químicamente prístino

El estudio revela que el entorno de QSO1 es químicamente casi prístino, con una presencia de metales inferior al 0,5% de la del Sol. Dado que estos elementos se forman gradualmente en las estrellas, este dato sugiere que ha habido muy poca formación estelar previa, reforzando la idea de que el agujero negro llegó antes en la historia cósmica.

Metodología y tecnología utilizada

Para medir la masa de forma directa fue necesario rastrear cómo la gravedad del agujero negro mueve el gas a su alrededor, con una resolución angular y sensibilidad extremas de un objeto situado a 13.000 millones de años luz. Este logro técnico fue posible gracias al instrumento NIRSpec del telescopio espacial James Webb.