El telescopio James Webb descubrió cientos de «pequeños puntos rojos» en el universo antiguo. Aún no sabemos cuáles son.
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Los astrónomos que utilizan el telescopio más poderoso de la NASA, el Telescopio Espacial James Webb, para explorar el universo distante han descubierto una clase de galaxias que sería difícil incluso para las mejores criaturas imitadoras, como el pulpo imitador. Esta criatura puede imitar a otros animales marinos para evitar a los depredadores. ¿Necesitas convertirte en una platija? ningún problema. ¿serpiente de mar? Simple.
Cuando los astrónomos analizaron las primeras imágenes de una parte distante del universo tomadas por el Telescopio Espacial Webb, descubrieron un cúmulo de galaxias nunca antes visto. Hay cientos de estas galaxias, conocidas como «pequeños puntos rojos», que son muy rojas y compactas y sólo han sido visibles durante unos mil millones de años en la historia del universo. Al igual que el pulpo imitador, los pequeños puntos rojos confunden a los astrónomos porque parecen objetos celestes diferentes. Son galaxias masivas o de tamaño moderado, cada una con un agujero negro supermasivo en su núcleo.
Pero una cosa es segura: el típico puntito rojo es muy pequeño, con un radio de sólo el 2% de la Vía Láctea, y algunos son incluso más pequeños.
Como astrofísico que estudia galaxias distantes y agujeros negros, me interesa comprender la naturaleza de estas pequeñas galaxias. ¿Qué impulsa su luz? ¿Qué son exactamente?
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Los astrónomos analizan la luz que reciben los telescopios de galaxias distantes para evaluar sus propiedades físicas, como la cantidad de estrellas que contienen. Podemos utilizar las propiedades de su luz para estudiar pequeños puntos rojos y descubrir si están compuestos por muchas estrellas o si tienen agujeros negros en su interior.
Las longitudes de onda de la luz que llegan al telescopio van desde largas ondas de radio hasta rayos gamma de alta energía. Los astrónomos dividen la luz en diferentes frecuencias y las visualizan en gráficos llamados espectros.
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En ocasiones el espectro contiene líneas de emisión, que son rangos de frecuencia donde la luz se emite con mayor intensidad. En este caso, podemos utilizar la forma del espectro para predecir si hay un agujero negro supermasivo en la galaxia y estimar su masa.
Asimismo, el estudio de los rayos X emitidos por la galaxia podría revelar la presencia de un agujero negro supermasivo.
Maestros del camuflaje, los pequeños puntos rojos adoptan diferentes formas astrofísicas, dependiendo de si los astrónomos deciden estudiarlos utilizando rayos X, líneas de emisión u otra cosa.
La información que los astrónomos han recopilado hasta ahora a partir de los espectros y las líneas de emisión de los Little Red Dots ha dado lugar a dos modelos diferentes para explicar sus propiedades. Estos objetos son galaxias extremadamente densas que contienen miles de millones de estrellas o albergan agujeros negros supermasivos.
El universo está lleno de innumerables galaxias y el telescopio Webb ha ayudado a los astrónomos a estudiar algunas de ellas. (Fuente de la imagen: NASA, ESA, CSA, STScI)
Dos suposiciones
En la hipótesis de que sólo hay estrellas, el Pequeño Punto Rojo contiene una gran cantidad de estrellas: hasta 100 mil millones. Se trata de aproximadamente la misma cantidad de estrellas que hay en la Vía Láctea, una galaxia mucho más grande.
Imagínese que está solo en una habitación enorme y vacía. Este vasto y tranquilo espacio representa una región del universo cercana a nuestro sistema solar donde las estrellas están escasamente dispersas. Ahora imaginemos que en la misma habitación se encuentra toda la población de China.
Esta habitación abarrotada es la sensación del núcleo del pequeño punto rojo más denso. Estos objetos pueden ser los ambientes estelares más densos de todo el universo. Los astrónomos ni siquiera están seguros de si realmente existe tal sistema estelar.
Luego está la hipótesis del agujero negro. La mayoría de los pequeños puntos rojos muestran signos claros de un agujero negro supermasivo en su centro. Los astrónomos pueden saber si hay un agujero negro en una galaxia observando las grandes líneas de emisión en su espectro, que son producidas por el gas que gira rápidamente alrededor del agujero negro.
De hecho, los astrónomos estiman que estos agujeros negros son demasiado masivos en comparación con sus compactas galaxias anfitrionas.
La masa de un agujero negro suele ser aproximadamente el 0,1% de la masa de la estrella de la galaxia en la que reside. Pero algunos de estos «pequeños puntos rojos» contienen un agujero negro casi tan masivo como una galaxia entera. Los astrónomos llaman a estos agujeros negros supermasivos porque su presencia desafía las proporciones normales que suelen observarse en las galaxias.
Agujeros negros inesperadamente masivos dominan pequeñas galaxias en el universo distante – YouTube
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Sin embargo, todavía hay un problema. A diferencia de los agujeros negros ordinarios, el posible agujero negro del Pequeño Punto Rojo no muestra ningún signo de emisión de rayos X. Incluso en las imágenes más profundas y de alta energía, donde los astrónomos deberían poder observar fácilmente estos agujeros negros, no hay rastro de ellos.
Pocas soluciones pero muchas esperanzas
El hecho de que los agujeros negros sean demasiado grandes o demasiado masivos puede no ser un problema para nuestra comprensión del universo, pero sí la mejor indicación de cómo nacieron los primeros agujeros negros del universo. De hecho, si los primeros agujeros negros que se formaron fueran muy masivos (alrededor de 100.000 veces la masa de nuestro Sol), los modelos teóricos sugieren que la proporción entre la masa de su agujero negro y la masa de su galaxia anfitriona habría cambiado mucho después de que se formaran. el nivel alto.
Entonces, ¿cómo pueden los astrónomos descubrir la verdadera naturaleza de estos pequeños puntos de luz que brillaron al principio de los tiempos? Como nuestro maestro del disfraz, el pulpo, el secreto está en observar su comportamiento.
Observaciones adicionales utilizando el telescopio Webb y telescopios de rayos X más potentes eventualmente revelarán características que los astrónomos pueden atribuir sólo a una de dos cosas.
Por ejemplo, si los astrónomos detectaran claramente rayos X, radiación de radio o luz infrarroja emitida alrededor de un agujero negro, sabrían que la hipótesis del agujero negro era correcta.
Así como nuestro amigo del océano puede pretender ser una estrella de mar, eventualmente moverá sus tentáculos y revelará su verdadera naturaleza.
Este artículo ha sido editado y reimpreso de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.
