El telescopio espacial James Webb (JWST) confirmó que los objetos luminosos y muy rojos detectados en el universo primitivo cuestionan las teorías sobre los orígenes y la evolución de las galaxias y sus agujeros negros supermasivos.
Un equipo internacional, dirigido por investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania, utilizó el instrumento NIRSpec del JWST como parte del sondeo RUBIES e identificó tres objetos misteriosos en el universo primitivo, unos 600-800 millones de años después del Big Bang. Anunciaron el descubrimiento este 27 de junio en la revista Astrophysical Journal Letters.
El equipo analizó las mediciones espectrales de la luz emitida por estos objetos y encontró señales de estrellas viejas, mucho más antiguas de lo esperado en un universo joven. Los investigadores también descubrieron señales de agujeros negros supermasivos, estimando que son entre 100 y 1.000 veces más masivos que el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea.
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Bingjie Wang, investigador postdoctoral en Penn State y autor principal del artículo, afirmó: “Hemos confirmado que estos objetos parecen estar repletos de estrellas antiguas, de cientos de millones de años, en un universo que tiene solo entre 600 y 800 millones de años. Sorprendentemente, estos objetos tienen el récord de las primeras señales de luz estelar antigua”.
El equipo detectó por primera vez estos objetos masivos en julio de 2022, cuando se publicó el conjunto de datos inicial del Webb. En un artículo en Nature, los investigadores anunciaron la existencia de los objetos y sospecharon que eran galaxias. Continuaron su análisis tomando espectros para comprender mejor las distancias reales de los objetos y las fuentes de su inmensa luz.
Joel Leja, profesor asistente de astronomía y astrofísica en Penn State y coautor de ambos artículos, explicó: “Es muy confuso. Esto puede encajar de forma incómoda en nuestro modelo actual del universo, pero solo si evocamos alguna formación exótica e increíblemente rápida al principio de los tiempos”.
El JWST, equipado con instrumentos de detección de infrarrojos, permite a los científicos ver hacia atrás en el tiempo aproximadamente 13.500 millones de años. Diferenciar entre los tipos de objetos que emitieron la luz antigua puede ser difícil. Wang señaló que aún no está claro qué proporción de la luz observada proviene de cada fuente, lo que deja margen para la interpretación de estos objetos intrigantes.
Leja destacó que los agujeros negros supermasivos en estos objetos producen muchos más fotones ultravioleta de lo esperado y carecen de características comunes, como polvo caliente y emisión brillante de rayos X. “Normalmente, los agujeros negros supermasivos se encuentran emparejados con galaxias”, dijo Leja. “Crecen juntos y pasan por todas sus experiencias vitales importantes juntos”.
Los investigadores también estaban perplejos por los tamaños increíblemente pequeños de estos sistemas, de solo unos pocos cientos de años luz de diámetro, aproximadamente 1.000 veces más pequeños que la Vía Láctea. Leja explicó que si comprimiéramos la Vía Láctea al tamaño de estas galaxias, la estrella más cercana estaría casi en nuestro sistema solar y el agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea estaría a solo unos 26 años luz de la Tierra.
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