Los científicos encuentran el agujero negro más antiguo del universo: un monstruo en los albores de los tiempos
Un grupo de astrónomos de la Universidad de Texas en Austin ha identificado el agujero negro más distante jamás confirmado a 500 millones de años después del Big Bang.
Un equipo internacional de astrónomos, liderado por el Centro de Fronteras Cósmicas de la Universidad de Texas en Austin, ha identificado el agujero negro más distante jamás confirmado.
Este agujero negro, junto con su galaxia, CAPERS-LRD-z9, se encuentra 500 millones de años después del Big Bang. Esto lo sitúa 13 300 millones de años atrás, cuando nuestro universo tenía tan solo el 3 % de su edad actual. Por lo tanto, ofrece una oportunidad única para estudiar la estructura y la evolución de este enigmático período.
"Cuando buscamos agujeros negros , este es el punto más lejano al que prácticamente podemos llegar. Realmente estamos ampliando los límites de lo que la tecnología actual puede detectar", dijo Anthony Taylor, investigador postdoctoral en el Cosmic Frontier Center y líder del equipo que hizo el descubrimiento.
La investigación se publica en The Astrophysical Journal.
"Si bien los astrónomos han encontrado algunos candidatos más distantes", añadió Steven Finkelstein, coautor del artículo y director del Centro de Fronteras Cósmicas, "aún no han encontrado la firma espectroscópica distintiva asociada con un agujero negro".
Con la espectroscopia, los astrónomos descomponen la luz en sus múltiples longitudes de onda para estudiar las características de un objeto. Para identificar agujeros negros, buscan evidencia de gas en movimiento rápido. A medida que gira y cae en un agujero negro, la luz del gas que se aleja de nosotros se estira a longitudes de onda mucho más rojas, y la luz del gas que se acerca a nosotros se comprime a longitudes de onda mucho más azules.
"No hay muchas otras cosas que creen esta firma", explicó Taylor. "Y esta galaxia la tiene".
Nuevo tipo de galaxias y el agujero negro encontrado
El equipo utilizó datos del programa CAPERS (CANDELS-Area Prism Epoch of Reionization Survey) del telescopio espacial James Webb para su búsqueda. Lanzado en 2021, el JWST proporciona las vistas de mayor alcance disponibles del espacio, y CAPERS proporciona observaciones del borde más externo.
«El objetivo principal de CAPERS es confirmar y estudiar las galaxias más distantes», afirmó Mark Dickinson, coautor del artículo y líder del equipo de CAPERS. «La espectroscopía del JWST es clave para confirmar sus distancias y comprender sus propiedades físicas».
Inicialmente vista como una mancha interesante en las imágenes del programa, CAPERS-LRD-z9 resultó ser parte de una nueva clase de galaxias conocidas como "Pequeños Puntos Rojos". Presentes solo durante los primeros 1500 millones de años del universo, estas galaxias son muy compactas, rojas e inesperadamente brillantes.
"El descubrimiento de los Pequeños Puntos Rojos fue una gran sorpresa con respecto a los primeros datos del JWST, ya que no se parecían en nada a las galaxias observadas con el Telescopio Espacial Hubble", explicó Finkelstein. "Ahora estamos en proceso de descifrar cómo son y cómo se formaron".
CAPERS-LRD-z9 puede ayudar a los astrónomos a hacer precisamente eso.
En primer lugar, esta galaxia refuerza la creciente evidencia de que los agujeros negros supermasivos son la fuente del brillo inesperado de los Puntos Rojos. Normalmente, ese brillo indicaría una abundancia de estrellas en una galaxia. Sin embargo, los Puntos Rojos existen en una época en la que es improbable que exista una masa estelar tan grande.
Por otro lado, los agujeros negros también brillan intensamente. Esto se debe a que comprimen y calientan los materiales que consumen, creando una enorme cantidad de luz y energía. Al confirmar la existencia de uno en CAPERS-LRD-z9, los astrónomos han encontrado un ejemplo sorprendente de esta conexión en los Pequeños Puntos Rojos.
La galaxia recién descubierta también podría ayudar a comprender la causa del distintivo color rojo de los Puntos Rojos. Esto podría deberse a una densa nube de gas que rodea el agujero negro, distorsionando su luz hacia longitudes de onda más rojas al atravesarlo.
"Hemos visto estas nubes en otras galaxias", explicó Taylor. "Al comparar este objeto con esas otras fuentes, era idéntico".
Esta galaxia también destaca por la grandeza extrema de su agujero negro. Se estima que tiene hasta 300 millones de veces la masa de nuestro Sol, y su masa equivale a la mitad de la de todas las estrellas de su galaxia. Incluso entre los agujeros negros supermasivos, esta masa es particularmente grande.
El hallazgo de un agujero negro tan masivo en una etapa tan temprana brinda a los astrónomos una valiosa oportunidad para estudiar cómo se desarrollaron estos objetos. Un agujero negro presente en el universo posterior habría tenido diversas oportunidades de crecer a lo largo de su vida. Pero uno presente en los primeros cientos de millones de años no.
«Esto refuerza la creciente evidencia de que los primeros agujeros negros crecieron mucho más rápido de lo que creíamos posible», afirmó Finkelstein. «O bien, al principio eran mucho más masivos de lo que predicen nuestros modelos».
Para continuar su investigación sobre CAPERS-LRD-z9, el equipo espera recopilar más observaciones de mayor resolución utilizando el JWST. Esto podría proporcionar una mayor comprensión del telescopio y del papel que desempeñaron los agujeros negros en el desarrollo de los Pequeños Puntos Rojos.
Fuentes: Astrophysical Journal Letters, Astrophysical Journal, vía Phys.org
Referencia
Anthony J. Taylor et al, CAPERS-LRD-z9: A Gas-enshrouded Little Red Dot Hosting a Broad-line Active Galactic Nucleus at z = 9.288, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/ade789
https://arxiv.org/abs/2505.04609