Por Canuto  

El telescopio James Webb ayudó a identificar dos cuásares que ya existían apenas 900 millones de años después del Big Bang. Su tamaño y cercanía plantean preguntas sobre cómo pudieron crecer tan rápido sus agujeros negros supermasivos.

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  • El sistema J1602+4228AB, apodado Nāpōwawāʻenakaulua, es el par de cuásares más antiguo y compacto identificado hasta ahora.
  • Sus agujeros negros tienen masas de 1.500 millones y 400 millones de veces la del Sol, y están separados por unos 18.100 años luz.
  • El hallazgo surgió del análisis de datos del JWST y podría ayudar a investigar cómo se ensamblaron las primeras galaxias masivas.

 

 

Datos del Telescopio Espacial James Webb (JWST) ayudaron a identificar un par de cuásares que ya brillaba cuando el universo tenía unos 900 millones de años. El sistema, designado J1602+4228AB y apodado Nāpōwawāʻenakaulua, reúne dos agujeros negros supermasivos cuyas dimensiones y cercanía plantean un desafío a las explicaciones actuales sobre el crecimiento de estos objetos en el universo temprano.

La pareja está separada por aproximadamente 18.100 años luz, una distancia equivalente a cerca de una quinta parte del diámetro de la Vía Láctea. Sus agujeros negros tienen masas estimadas en 1.500 millones y 400 millones de veces la del Sol, respectivamente. El hallazgo combina así una separación reducida con dos objetos extraordinariamente masivos para una época tan temprana.

Un sistema extremo en el amanecer cósmico

Nāpōwawāʻenakaulua es descrito como el par de cuásares más antiguo y compacto identificado hasta ahora. Los investigadores lo observaron en una etapa de la historia cósmica conocida como el amanecer cósmico, posterior al nacimiento de las primeras estrellas, galaxias y agujeros negros. En ese periodo, el universo tenía apenas una fracción de su edad actual, por lo que encontrar dos cuásares de esta escala plantea preguntas sobre la rapidez con que pudieron formarse sus fuentes de energía.

Un cuásar aparece cuando un agujero negro supermasivo, situado en el centro de una galaxia, atrae materia desde su entorno. El gas y el polvo forman un disco de acreción que gira alrededor del agujero negro; la fricción calienta ese material y produce un brillo que puede superar al de todas las estrellas de la galaxia anfitriona juntas. Por eso los cuásares pueden detectarse a distancias enormes, aunque identificar por separado dos objetos próximos entre sí resulta mucho más difícil.

La líder del equipo de investigación, Silvia Onorato, vinculada al NOIRLab, señaló que no existe una explicación teórica definitiva para la presencia de un solo cuásar gigante tan temprano, y que hallar dos en el mismo sistema vuelve el problema todavía más agudo. La pareja se formó en una época en que el universo tenía unos 900 millones de años, un intervalo breve para que agujeros negros alcancen masas de miles de millones de veces la del Sol.

La dificultad no se limita a que estos agujeros negros sean grandes. El tiempo disponible plantea preguntas sobre los procesos que pudieron alimentarlos y hacerlos crecer hasta esas masas. El descubrimiento no demuestra por sí solo qué mecanismo los formó, pero expone una tensión entre las observaciones y las explicaciones actuales sobre el crecimiento de agujeros negros supermasivos.

La búsqueda detrás del descubrimiento

El equipo encontró la pareja mientras revisaba datos del estudio Aether del JWST. Al analizar ese conjunto, los investigadores detectaron que J1602+4228A tenía una compañera, posteriormente designada J1602+4228B.

La separación y la distancia del sistema hacían que resolver ambos cuásares desde la Tierra fuera una tarea especialmente complicada. El hallazgo también contó con observaciones del telescopio Gemini North, situado en Maunakea, un volcán inactivo en la isla de Hawái. De acuerdo con la información publicada, el momento de las observaciones y las condiciones climáticas favorables permitieron distinguir por separado a los integrantes del par.

La detección se suma a resultados que han reabierto interrogantes sobre la historia temprana de los agujeros negros. Desde el comienzo de sus operaciones en 2022, el JWST ha encontrado cuásares impulsados por agujeros negros supermasivos desde unos 400 millones de años después del Big Bang. Nāpōwawāʻenakaulua es el tercer par de cuásares identificado durante el amanecer cósmico, de acuerdo con la información del equipo, y su existencia añade un caso especialmente difícil de explicar por la masa de sus componentes y su proximidad.

Los pares de cuásares son raros en las observaciones, aunque las fusiones de galaxias, que pueden reunir agujeros negros supermasivos, deberían favorecer su presencia. La búsqueda enfrenta varios obstáculos: la fase activa de un cuásar dura poco en escalas cósmicas, estos objetos están muy lejos y su luz llega débil hasta los telescopios terrestres. Además, cuando dos agujeros negros están muy próximos y a gran distancia de la Tierra, separar sus señales es un reto técnico incluso antes de intentar explicar cómo llegaron a coexistir.

Una pista sobre las primeras galaxias

El sistema no ofrece todavía una respuesta definitiva sobre cómo crecieron sus agujeros negros, pero sí proporciona un caso excepcional para estudiar la interacción entre galaxias jóvenes. Onorato lo describió como un entorno singular y como un laboratorio para analizar cómo las primeras galaxias masivas y sus agujeros negros centrales pudieron ensamblarse mediante interacciones directas. La proximidad de los dos cuásares hace que el sistema resulte particularmente pertinente para examinar ese proceso.

La importancia del hallazgo reside también en que las observaciones pueden ayudar a poner a prueba las explicaciones existentes. Un objeto de masa extrema en una etapa temprana ya obliga a revisar cómo se alimentaron los agujeros negros; encontrar una pareja compacta añade la posibilidad de estudiar conjuntamente el crecimiento y la interacción de sus galaxias anfitrionas. Por ahora, sin embargo, los datos descritos no resuelven qué ruta concreta produjo esas masas ni cuánto contribuyeron la acreción y las fusiones.

El nombre Nāpōwawāʻenakaulua se presenta con el significado de «Dos cuerpos celestes de insondable y poderosa oscuridad en el resplandor de calor que reencarna la energía en el universo». Más allá de su denominación, el objeto reúne dos rasgos difíciles de encontrar: una edad cósmica muy temprana y una separación menor que el tamaño típico de una galaxia. Esa combinación vuelve al sistema un punto de referencia para nuevas observaciones sobre el universo joven.

Los resultados del equipo aparecieron el martes 10 de noviembre en The Astrophysical Journal Letters. El artículo científico presenta un descubrimiento que permanece abierto a interpretación: los dos cuásares están observados, pero explicar cómo llegaron a ser tan masivos en tan poco tiempo sigue siendo una pregunta para la astronomía. Futuras investigaciones sobre sistemas similares podrán ayudar a determinar si este caso es excepcional o revela una vía de crecimiento que los modelos todavía no describen.

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