Identifican un agujero negro oculto tras uno de los misteriosos “puntos rojos” detectados por el James Webb en el Universo primitivo

El análisis más detallado realizado hasta ahora sobre uno de los llamados “pequeños puntos rojos” del universo primitivo apunta a que estos objetos podrían estar alimentados por agujeros negros supermasivos rodeados por densas nubes de gas. El hallazgo ayuda a explicar uno de los descubrimientos más desconcertantes realizados por el telescopio espacial James Webb desde el inicio de sus operaciones científicas.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Texas en Austin ha analizado el objeto denominado GLIMPSE-17775, considerado uno de los ejemplos más representativos de los llamados pequeños puntos rojos detectados por el telescopio espacial James Webb. Los resultados del estudio, publicados en la revista científica The Astrophysical Journal, respaldan la hipótesis de que este objeto alberga un agujero negro supermasivo en crecimiento rodeado por una densa envoltura de gas parcialmente ionizado.

Los pequeños puntos rojos fueron descubiertos por el telescopio Webb en 2022 y aparecieron como una nueva categoría de objetos extremadamente lejanos observados apenas 600 millones de años después del Big Bang. Desde entonces, los científicos han debatido distintas explicaciones para su origen y naturaleza.

El objeto GLIMPSE-17775 ha permitido avanzar en esta investigación gracias a un espectro excepcionalmente detallado obtenido por el telescopio Webb. Los investigadores han identificado más de 40 líneas espectrales, convirtiéndolo en el análisis más completo realizado hasta la fecha sobre uno de estos objetos.

La lente gravitacional permitió multiplicar los detalles observados

El estudio se benefició además del fenómeno conocido como lente gravitacional, producido por el cúmulo de galaxias Abell S1063. Este efecto amplificó la luz procedente de GLIMPSE-17775, permitiendo obtener una calidad de observación equivalente a unas 80 horas de exposición, aunque el telescopio Webb dedicó unas 30 horas reales a la observación.

Gracias a esta amplificación natural, los científicos pudieron estudiar con gran precisión la composición y comportamiento del objeto.

Entre las evidencias encontradas destacan señales compatibles con la existencia de una densa envoltura gaseosa alrededor de una fuente energética muy potente. Muchas de las líneas espectrales observadas presentan características que no encajan con una simple nube de gas en rotación, sino con fenómenos asociados a la presencia de un agujero negro en fase activa de acreción.

El “bosque de hierro” refuerza la hipótesis del agujero negro

Uno de los elementos más destacados del análisis ha sido la identificación de 16 líneas de hierro, un conjunto de señales que los investigadores han denominado “bosque de hierro”.

La intensidad y distribución de estas líneas, junto con otras asociadas al oxígeno, hidrógeno y helio, requieren una fuente de energía extremadamente elevada para poder generarse. Según los investigadores, la explicación más consistente es la presencia de un agujero negro supermasivo absorbiendo materia a gran velocidad.

Además, el espectro muestra señales de fluorescencia y absorción de helio que indican la existencia de un entorno muy denso alrededor del objeto.

Los científicos consideran que este escenario también ayuda a explicar por qué la mayoría de pequeños puntos rojos presentan una emisión muy débil en rayos X, ya que la radiación quedaría absorbida por la espesa nube de gas que rodea al agujero negro.

Datos del Hubble revelan la presencia de una galaxia anfitriona

Para completar el análisis, el equipo incorporó observaciones procedentes del Telescopio Espacial Hubble, utilizando información obtenida en los programas Frontier Fields y BUFFALO.

Los datos permitieron comprobar que GLIMPSE-17775 se encuentra integrado en una galaxia anfitriona de gran tamaño. La luz emitida por las estrellas de esta galaxia ayuda a explicar algunas características observadas en el espectro, especialmente una discontinuidad de Balmer más débil de lo habitual.

Según los investigadores, esta galaxia anfitriona encaja con los modelos actuales que describen a los pequeños puntos rojos como sistemas dominados por agujeros negros rodeados de densas capas de gas.

Un paso más para resolver uno de los grandes enigmas del universo temprano

Cuando el telescopio James Webb descubrió estos objetos, algunos investigadores llegaron a plantear que podrían obligar a revisar los modelos cosmológicos actuales debido al enorme brillo observado en una etapa tan temprana de la historia del universo.

Sin embargo, los autores del nuevo estudio consideran que los datos obtenidos encajan dentro del marco teórico existente y no requieren modificar los modelos actuales de formación galáctica.

El análisis de GLIMPSE-17775 constituye una de las pruebas más sólidas obtenidas hasta ahora sobre la posible naturaleza de los pequeños puntos rojos y acerca a la comunidad científica a resolver uno de los mayores misterios descubiertos por el telescopio James Webb en los últimos años.

Los investigadores señalan que futuras observaciones permitirán confirmar definitivamente si todos estos objetos están asociados a agujeros negros supermasivos o si existen otros mecanismos físicos implicados en su formación y evolución.