Una impresión artística de una estrella con un agujero negro, la explicación preferida por muchos astrónomos para los pequeños puntos rojos.Crédito: MPIA/HdA/T. Müller/A. de Graaff (CC-BY-4.0)
cuando el Telescopio espacial James Webb (JWST) miró hacia atrás en el tiempo para observar Los primeros momentos del universo.presentó a los astrónomos algo muy peculiar: cientos de «pequeños puntos rojos» que inexplicablemente salpicaban el cosmos antiguo.
Las motas, llamadas así por su tamaño compacto en las imágenes del JWST y su emisión de longitudes de onda de luz largas y «rojas», inicialmente desconcertaron a los astrónomos. Parecían demasiado condensadas para ser galaxias, pero no emitían el tipo de luz adecuado para ser agujeros negros. Los investigadores rápidamente denominaron a los puntos, que el JWST detectó por primera vez en 2022, rompedores del Universo, porque contradecían el pensamiento estándar sobre las características del Universo temprano.
En los últimos meses, los investigadores han comenzado a determinar la identidad de estos puntos, y es uno que rara vez emerge en astronomía: un tipo completamente nuevo de objeto celeste. «Es extremadamente raro que puedas trabajar en un fenómeno físico verdaderamente nuevo como este», dice Anna de Graaff, astrónoma del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania. «Es casi una pena que estemos empezando a descubrirlos».
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Muchos científicos ahora piensan que los pequeños puntos rojos (LRD) son un híbrido entre un agujero negro y una estrella: un agujero negro activo envuelto en un capullo de gas denso y caliente (muy parecido a la atmósfera de una estrella) que brilla a medida que el agujero negro la calienta. Por el contrario, un agujero negro más convencional no brilla de la misma manera.
Incluso cuando los astrónomos se deciden por una teoría favorita sobre la naturaleza de estos misteriosos puntos, a menudo llamados rubíes, se quedan con más preguntas: ¿existieron los LRD sólo en el Universo más antiguo, o también están presentes en tramos más modernos del cosmos? ¿Cómo evolucionan con el tiempo? ¿Y cómo se forman en primer lugar?
Apenas tres años después de las primeras observaciones de estos puntos por parte del JWST, se han publicado en el servidor de preimpresión arXiv unos 200 manuscritos que investigan los LRD (algunos de estos manuscritos aún no han sido revisados por pares). Aquí, Naturaleza resume algunos de los puntos brillantes de la investigación, todos descritos en los últimos tres meses, que están iluminando esta nueva y tentadora clase de objeto.
Un rubí notable
Quizás el LRD más importante sea un objeto llamado Cliff, que constituye el argumento más sólido hasta el momento a favor del modelo de estrella-agujero negro. Este objeto recibió su nombre debido a la marcada ruptura en el espectro de luz que emite: en un gráfico que muestra las longitudes de onda de luz irradiadas por el objeto en un momento dado, sus emisiones son casi nulas para la luz ultravioleta justo fuera del espectro visible, pero aumentan repentinamente para longitudes de onda de luz ligeramente menos energéticas.
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«La transición brusca no es algo que las galaxias normales puedan hacer», dice de Graaff, coautor de un artículo.1 describiendo los resultados que se publicaron el mes pasado en Astronomía y Astrofísica. «Y los agujeros negros en el Universo cercano tampoco se ven así. Así que este fue el primer objeto que pudo descartar una gran variedad de modelos». En consecuencia, los autores del artículo se refieren al Acantilado como un “rubí notable”.
El análisis de los picos de luz indica que el objeto debe ser extremadamente energético, como un agujero negro, pero también debe estar encerrado en un gas cálido y denso similar a la atmósfera de una estrella. La explicación del equipo sobre el objeto coincidía bien con un modelo descrito2 a principios de este año de un agujero negro envuelto en gas, y así nació la estrella del agujero negro.
paquete galáctico
Además de solidificar qué son los LRD, los astrónomos sienten curiosidad por saber cómo evolucionan. Algunos piensan que estos rubíes podrían convertirse en centros de galaxias.
Como informaron en Naturaleza Astronomía3 El mes pasado, un equipo de investigadores está comenzando a concentrarse en una posible respuesta. El LRD que protagoniza su artículo estaba rodeado por ocho galaxias cercanas e incrustado en una masa especialmente grande de materia oscura, la entidad invisible que une grupos de galaxias, dice el coautor del estudio Jan-Torge Schindler, astrónomo de la Universidad de Hamburgo en Alemania. Un halo de materia oscura tan grande suele albergar cuásaresnúcleos extremadamente brillantes en los centros de algunas galaxias.
