MUY LIGEROS
El telescopio James Webb detecta los agujeros negros más lejanos hasta la fecha
Su lejanía indica que podrían ser los primeros formados en el universo.
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Están tan lejos que a los humanos de a pie ni nos preocupan, pero la realidad es que su nacimiento está directamente relacionado con el nuestro. Y con la vida en la Tierra. Estamos hablando de los agujeros negros. ¿Qué tienen que ver con nosotros? Muy sencillo, como decía poética y científicamente Carl Sagan, "somos polvo de estrellas".
El primer elemento que se formó tras el Big Bang fue el hidrógeno, el más simple de todos: un protón, un electrón y un neutrón. No los hay más sencillos. Pero en las estrellas, la temperatura los hace viajar a velocidades tan altas que a veces se chocan con otros similares y se fusionan.
Cuando dos átomos de hidrógeno se fusionan, se suman sus protones y nace un nuevo elemento, el helio. Cuando se fusionan dos átomos de helio (2 protones cada uno) nace el berilio (cuyo número atómico es 4). Y luego viene lo interesante para la vida: cuando a un átomo de berilio se le suma uno de helio (4 protones + 2 protones), hace su aparición el carbono, el ingrediente esencial para la vida. Así se van sumando elementos a medida que la temperatura aumenta porque, y esto es importante, la fusión de los átomos, liberaba cada vez más energía: cuanto mayor era el número de protones de los átomos que se unen, más la energía que se libera.
La fusión en las estrellas crea otros 19 elementos más después del carbono: desde el nitrógeno (con 7 protones), hasta el manganeso (con 25 protones). Llegado ese momento la estrella no puede crear más elementos (por su masa básicamente) y uno de los posibles escenarios es una implosión (lo que la convierte en una supernova) o una explosión… lo que puede resultar en un agujero negro.
De este modo, el mismo proceso que facilita la vida en la Tierra, también da a luz a los agujeros negros. Y por ello es tan importante estudiarlos y comprender su origen.
Obviamente no todos los agujeros negros son iguales ni tienen la misma edad. ¿Cuál fue el primero? Un equipo liderado por Steven Finkelstein, de la Universidad de Texas, podría haber resuelto esta duda al descubrir el agujero negro supermasivo activo más distante hasta la fecha con el Telescopio Espacial James Webb (JWST). La galaxia en la que nació, CEERS 1019, se formó "apenas" unos 570 millones de años después del Big Bang, y su agujero negro es menos masivo que cualquier otro identificado hasta ahora en el universo primitivo. Los resultados se han publicado en The Astrophysical Journal Letters.
Lo que hace diferente a este agujero negro no solo es su edad, también que "es muy ligero": unas 9 millones de masas solares, mucho menos que otros agujeros negros con una fecha de nacimiento similar. En general este tipo de objetos cósmicos suelen tener más de mil millones de veces la masa del Sol, lo que facilita mucho su detección por parte de los expertos. De hecho el agujero negro dentro de CEERS 1019 se parece más, por su masa, al que se encuentra en el centro de nuestra galaxia y que tiene 4,6 millones de veces la masa del sol.
Lo que hasta ahora sería el agujero negro más antiguo se formó tan poco tiempo después de que comenzara el universo que su origen y el hecho de que aún siga activo, son difíciles de explicar. Los investigadores saben desde hace mucho tiempo que los agujeros negros más pequeños deben haber existido antes en el universo, pero no fue hasta que JWST comenzó a observar que pudieron hacer detecciones definitivas.
"No estamos acostumbrados a ver tanta estructura en imágenes a estas distancias - señalan los autores en un comunicado -. Una fusión de galaxias podría ser en parte responsable de impulsar la actividad en el agujero negro de esta galaxia, y eso también podría conducir a una mayor formación de estrellas. Hasta ahora, la investigación sobre objetos en el universo primitivo era en gran parte teórica, con el telescopio Webb, no solo podemos ver agujeros negros y galaxias a distancias extremas, ahora podemos comenzar a medirlos con precisión. Ese es el tremendo poder de este telescopio".
Precisamente el poder del JWST podría ser clave para comprender cómo crecieron y evolucionaron los agujeros negros en los primeros cientos de millones de años de la historia del universo. Y este conocimiento nos dirá más sobre la vida ya que, como decíamos al principio, compartimos "nacimiento" con los agujeros negros.
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