Un equipo internacional de investigadores liderado por astrofísicos del Instituto Niels Bohr y las universidades de Copenhague y Dinamarca han identificado un ‘extraño objeto’ con propiedades que se encuentran a medio camino entre las de una galaxia primitiva creadora de estrellas, difusa y rodeada de densas nubes de polvo, y las de un cuásar, un núcleo galáctico ‘activo’ en el que un enorme agujero negro supermasivo devora el material circundante haciéndolo brillar intensamente.

La ilustración muestra el aspecto que podría tener GNz7q
La ilustración muestra el aspecto que podría tener GNz7q – ESA/Hubble, N. Bartmann

Según los investigadores, podría tratarse de un primitivo ‘ancestro’ de un agujero negro supermasivo. Las teorías ya predecían la existencia de objetos así. Incluso tenían un nombre, ‘cuásares rojos en transición’, pero nunca hasta ahora se había visto uno. El hallazgo se ha publicado en la revista ‘Nature’.

“El descubrimiento conecta dos poblaciones raras de objetos celestes -dice Seiji Fujimoto, primer firmante del artículo-, a saber, explosiones estelares polvorientas y cuásares luminosos, y por lo tanto proporciona una nueva vía para comprender el rápido crecimiento de los agujeros negros supermasivos en el universo primitivo”.

Estudios anteriores demostraron que los cuásares ya existían durante los primeros 700 millones de años del universo, pero no estaba claro exactamente cómo estos objetos tan masivos (incluso miles de millones de veces más masivos que el Sol), pudieron formarse tan rápido después del Big Bang. Las simulaciones sugerían, de hecho, que debería existir algún tipo de ‘fase de transición’ de rápido crecimiento en las densas y polvorientas galaxias primitivas.

El hallazgo, llevado a cabo con el Telescopio Espacial Hubble, es, precisamente, el tipo de objeto predicho por las simulaciones. Nació cerca de 750 millones de años después del Big Bang, y ha sido bautizado como GNz7q. Ya existía, pues, en el momento en que el Universo empezó a parecerse al que conocemos hoy, una época llamada ‘el amanecer cósmico’.

Los investigadores captaron esta galaxia temprana en medio de un auténtico ‘baby boom’ estelar, con la galaxia produciendo nuevas estrellas a un ritmo 1.600 veces más rápido que la Vía Láctea en la actualidad. Todas esas estrellas recién nacidas produjeron una inmensa cantidad de calor, que calentó el gas de la galaxia y provocó que brillara intensamente en longitudes de onda infrarrojas. De hecho, la galaxia se volvió tan caliente que su polvo brilla más que cualquier otro objeto conocido del amanecer cósmico.

Justo en el centro de todo ese polvo brillante los investigadores detectaron también otra cosa: un único punto de luz de tonos rojizos. Es decir, un objeto muy grande y muy compacto, brillando en medio de la espesa niebla de polvo que lo rodea. Según el estudio, la luminosidad y el color de este punto rojo coinciden perfectamente con las características predichas para un cuásar rojo en transición.

“Las propiedades observadas -explica Gabriel Brammer, coautor de la investigación- están en excelente acuerdo con las simulaciones teóricas y sugieren que GNz7q es el primer ejemplo de la fase de crecimiento rápido y en transición de los agujeros negros en el núcleo repleto de etrellas en formación, un antepasado del agujero negro supermasivo posterior”.

Ahora, el equipo de investigadores espera llevar a cabo una búsqueda sistemática de objetos similares utilizando el nuevo Telescopio Espacial James Webb, que en un par de meses empezará a funcionar a pleno rendimiento.

“La caracterización completa de estos objetos y el estudio de su evolución y la física subyacente con mucho mayor detalle -concluye Fujimoto- será posible con el Telescopio James Webb. Una vez que empiece a operar regularmente, Webb tendrá el poder de determinar de manera decisiva cómo de comunes son realmente estos agujeros negros de rápido crecimiento”.

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