Un grupo internacional de astrónomos descubrió el agujero negro supermasivo más destructor del universo, capaz de devorar material a un ritmo extremo que supera 40 veces su máximo teórico, conocido como límite de Eddington. Está situado en el centro de una galaxia llamada LID-568, vista apenas 1.500 millones de años después del Big Bang, y fue descubierto gracias al telescopio James Webb de la NASA.
Los agujeros negros supermasivos son concentraciones de materia con una fuerza gravitatoria tan intensa que genera un campo gravitatorio en el que ninguna partícula material puede escapar. Se trata de un objeto celeste enorme que posee una masa extremadamente importante en un volumen muy pequeño y suelen encontrarse en el centro de las galaxias, en cuya formación y evolución desempeñan un rol clave.
En este sentido, el límite de Eddington es una consecuencia natural del proceso de alimentación de un agujero negro, que marca hasta qué punto puede atraer material sin "repelerlo" por la propia energía que emite al hacerlo. Cuando un agujero negro acumula gas y polvo, emite radiación, y si esta energía es demasiado intensa, ejerce una presión que empuja el material hacia afuera. Esto crea un equilibrio en el que el agujero negro ya no puede atraer más materia, frenando su crecimiento.
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¿Cómo es el agujero negro supermasivo más destructor del Universo?
Un análisis detallado de los datos mostró que este agujero negro supermasivo es relativamente pequeño en comparación con otros de su tipo, con una masa de solo 7,2 millones de veces la del Sol. Sin embargo, el brillo del material que rodea su disco es muchísimo mayor de lo que un agujero negro de esta masa debería emitir. Esto indica que tiene una tasa de acreción —es decir, la velocidad a la que el agujero negro atrae y acumula material de su entorno— unas 40 veces superior al límite de Eddington.
"Este agujero negro se está dando un festín", sostuvo la astrónoma Julia Scharwächter, del Observatorio Gemini y del NOIRLab de la Fundación de Ciencia Natural de Estados Unidos (NSF, pos sus siglas en ingles). "Este caso extremo demuestra que un mecanismo de alimentación rápida por encima del límite de Eddington es una de las posibles explicaciones de por qué vemos estos agujeros negros tan pesados tan temprano en el universo", agregó.
Es posible que los agujeros negros superen el límite de acreción de Eddington mediante un fenómeno llamado acreción super-Eddington. Durante este proceso, el agujero negro absorbe una enorme cantidad de masa antes de que la presión de la radiación se apodere de él. Este fenómeno podría explicar cómo algunos agujeros negros supermasivos en el universo temprano alcanzaron tamaños que de otro modo serían difíciles de entender.
Los resultados publicados esta semana en la revista especializada Nature Astrology aportan nuevos conocimientos sobre la formación de agujeros negros supermasivos a partir de “semillas” de agujeros negros más pequeños, que, según las teorías actuales, surgen de la muerte de las primeras estrellas del universo (semillas ligeras) o del colapso directo de nubes de gas (semillas pesadas).
"El descubrimiento de un agujero negro superacumulador de Eddington sugiere que una parte significativa del crecimiento de masa puede producirse durante un único episodio de alimentación rápida, independientemente de si el agujero negro se originó a partir de una semilla ligera o pesada", afirmó Hyewon Suh, investigadora del Observatorio Gemini y del NOIRLab de la NSF.
Esto podría contribuir a entender el universo primitivo, pues hay evidencias que sugieren que los primeros agujeros negros supermasivos no se formaron a partir del colapso de estrellas tal y como las conocemos, sino a partir de estrellas enormes y grandes cúmulos de gas, que colapsaron directamente bajo la gravedad, según el portal Science Alert.
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El telescopio James Webb contribuyó al hallazgo del agujero negro supermasivo
El hallazgo fue posible gracias a la gran capacidad de observación infrarroja del telescopio James Webb (JWST, por sus siglas en inglés), de la NASA. Esto se debe a que la galaxia era muy débil y difícil de ver, por lo que los investigadores utilizaron el espectrógrafo de campo integral del instrumento NIRSpec del JWST para localizar la posición exacta de la galaxia.
Este sistema permitió obtener una visión completa del objetivo y de la región circundante, lo que condujo al inesperado descubrimiento de potentes flujos de gas alrededor del agujero negro central. La velocidad y el tamaño de estos flujos llevaron al equipo a inferir que una fracción sustancial del crecimiento de la masa de LID-568 podría haberse producido en un único episodio de rápida creación.
"El hallazgo hubiera sido imposible sin este instrumento del James Webb. Gracias a él podremos mejorar nuestra comprensión de los agujeros negros y abrir interesantes vías de investigación", señaló Suh.
LT
