Astrónomos que utilizan dos telescopios espaciales de la NASA han descubierto uno de los agujeros negros más alejados del sistema solar utilizando una rara alineación de galaxias que actúa como lupa.
Este agujero negro, que existe tan sólo 470 millones de años después del Big Bang -el acontecimiento que se cree que creó nuestro universo hace 13.800 millones de años-, es el más lejano que se ha observado en rayos X hasta la fecha. Ninguna de estas longitudes de onda es visible para el ser humano.
Se descubrió gracias al telescopio espacial James Webb, que observa el universo en el infrarrojo, y al observatorio de rayos X Chandra, que lo hace en rayos X.
Sorprendentemente distante
"Necesitábamos el Webb para encontrar esta galaxia extraordinariamente lejana y el Chandra para hallar su agujero negro supermasivo", explica Akos Bogdan, del Centro de Astrofísica de Harvard y Smithsonian (CfA), autor principal de un artículo publicado hoy en la revista Nature Astronomy. "También aprovechamos una lupa cósmica que aumentó la cantidad de luz que detectamos".
El agujero negro -que se encuentra en una fase de desarrollo más temprana que cualquiera hallado anteriormente- se encontró en una galaxia llamada UHZ1. Se encuentra en un cúmulo de galaxias llamado Abell 2744, que existe a unos 3.500 millones de años-luz del sistema solar. Apodado Cúmulo de Pandora, Abell 2744 es un megacúmulo formado por tres cúmulos de galaxias separados y la friolera de 50.000 objetos.
Sin embargo, las observaciones del JWST revelaron que UHZ1 se encuentra detrás del cúmulo, a la espectacular cifra de 13.200 millones de años-luz del sistema solar. Esto hace que sólo tenga un 3% de la edad actual del universo.
Anillo de Einstein
JWST pudo hacer el descubrimiento gracias a la lente gravitacional. Se trata de un escenario en el que el campo gravitatorio de un objeto situado en primer plano es tan intenso que distorsiona el espacio a su alrededor y curva la luz de un objeto situado detrás en anillos circulares, revelando su existencia y magnificándola. También se conoce como "anillo de Einstein" porque lo predijo el famoso físico Albert Einstein.
Las lentes gravitatorias son la mejor forma de deducir la presencia de objetos increíblemente distantes y medir su masa. En este caso, la masa del agujero negro es similar a la de su galaxia anfitriona: entre 10 y 100 millones de veces la masa de nuestro Sol. Es mucha más masa de la esperada.
Señales seguras
Una vez que JWST lo localizó, Chandra pasó un par de semanas observando la luz de rayos X procedente de la galaxia, un signo seguro de un agujero negro supermasivo en crecimiento. Actuando como una lente gravitatoria, Abell 2744 amplió la galaxia de fondo en un factor de cuatro.
Las observaciones podrían ayudar a los científicos a averiguar cómo los agujeros negros del principio del universo parecen haber crecido tan rápidamente. El artículo sugiere que este agujero negro en concreto nació grande.
"Existen límites físicos a la velocidad a la que pueden crecer los agujeros negros una vez que se han formado, pero los que nacen más masivos tienen ventaja", explica Andy Goulding, coautor del estudio y miembro de la Universidad de Princeton. "Es como plantar un arbolito, que tarda menos tiempo en convertirse en un árbol de tamaño completo que si se empieza sólo con una semilla".