En diciembre de 2022, menos de seis meses después de comenzar las operaciones científicas, el telescopio espacial James Webb de la NASA reveló algo nunca antes visto: numerosos objetos rojos que parecen pequeños en el cielo, a los que los científicos pronto llamaron «pequeños puntos rojos» (LRD, por sus siglas en inglés). Aunque estos puntos son bastante abundantes, los investigadores están perplejos por su naturaleza, el motivo de sus colores únicos y lo que transmiten sobre el universo primitivo.
Un equipo de astrónomos recopiló recientemente una de las muestras más grandes de LRD hasta la fecha, casi todas las cuales existieron durante los primeros 1.500 millones de años después del Big Bang. Descubrieron que una gran fracción de los LRD en su muestra mostraba signos de contener agujeros negros supermasivos en crecimiento.
«Estamos desconcertados por esta nueva población de objetos que ha encontrado Webb. No vemos análogos de ellos en corrimientos al rojo más bajos, por eso no los hemos visto antes de Webb», dijo Dale Kocevski de Colby College en Waterville, Maine, y autor principal del estudio. “Se está realizando una cantidad sustancial de trabajo para tratar de determinar la naturaleza de estos pequeños puntos rojos y si su luz está dominada por agujeros negros en acreción”.
Imagen A: Pequeños puntos rojos (imagen de NIRCam)
Seis imágenes Webb de pequeños puntos rojos se combinan en un mosaico de dos filas. Cada pequeño punto rojo está centrado dentro de un marco cuadrado y se encuentra contra el fondo negro del espacio. Cada punto tiene un núcleo circular de color blanco amarillento rodeado por un anillo rojo difuso. El texto blanco en la esquina superior izquierda de cada recuadro enumera el nombre de la fuente de los estudios Webb y su corrimiento al rojo. De izquierda a derecha, la fila superior dice CEERS 14448, z = 4,75; NGDEEP 4321, z = 8,92; y PRIMER-COS 10539, z = 7,48. La fila inferior dice CEERS 20320, z = 5,27; JADES 9186, z = 4,99; y PRIMER-UDS 17818, z = 6,40.
Un equipo de astrónomos examinó los datos del telescopio espacial James Webb de múltiples sondeos para compilar una de las muestras más grandes de «pequeños puntos rojos» hasta la fecha. A partir de su muestra, descubrieron que estos misteriosos objetos rojos que parecen pequeños en el cielo emergen en grandes cantidades alrededor de 600 millones de años después del Big Bang y experimentan una rápida disminución en cantidad alrededor de 1.500 millones de años después del Big Bang.
NASA, ESA, CSA, STScI, Dale Kocevski (Colby College).
Un posible vistazo al crecimiento temprano de los agujeros negros
Un factor que contribuyó significativamente al gran tamaño de la muestra de LRD del equipo fue su uso de datos del Webb disponibles públicamente. Para empezar, el equipo buscó estas fuentes rojas en el sondeo Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) antes de ampliar su alcance a otros campos de legado extragaláctico, incluidos el JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) y el sondeo Next Generation Deep Extragalactic Exploratory Public (NGDEEP).
La metodología utilizada para identificar estos objetos también difería de estudios anteriores, lo que dio como resultado que el censo abarcara un amplio rango de corrimiento al rojo. La distribución que descubrieron es intrigante: los LRD surgen en grandes cantidades alrededor de 600 millones de años después del Big Bang y experimentan una rápida disminución en cantidad alrededor de 1.500 millones de años después del Big Bang.
El equipo buscó en el Red Unknowns: Bright Infrared Extragalactic Survey (RUBIES) datos espectroscópicos sobre algunos de los LRD en su muestra. Descubrieron que alrededor del 70 por ciento de los objetivos mostraban evidencia de gas orbitando rápidamente a 2 millones de millas por hora (1.000 kilómetros por segundo), una señal de un disco de acreción alrededor de un agujero negro supermasivo. Esto sugiere que muchos LRD son agujeros negros en crecimiento, también conocidos como núcleos galácticos activos (AGN).
“Lo más emocionante para mí son las distribuciones de corrimiento al rojo. Estas fuentes realmente rojas, de alto corrimiento al rojo, básicamente dejan de existir en un punto determinado después del Big Bang”, dijo Steven Finkelstein, coautor del estudio en la Universidad de Texas en Austin. “Si son agujeros negros en crecimiento, y creemos que al menos el 70 por ciento de ellos lo son, esto sugiere una era de crecimiento de agujeros negros oscurecidos en el universo temprano”.
Contrariamente a los titulares, la cosmología no está rota
Cuando se descubrieron los LRD por primera vez, algunos sugirieron que la cosmología estaba “rota”. Si toda la luz que provenía de estos objetos provenía de estrellas, implicaba que algunas galaxias habían crecido tanto, tan rápido, que las teorías no podían explicarlas.
La investigación del equipo respalda el argumento de que gran parte de la luz que proviene de estos objetos proviene de agujeros negros en crecimiento y no de estrellas. Menos estrellas significa galaxias más pequeñas y livianas que pueden ser entendidas por las teorías existentes.
“Así es como se resuelve el problema de la destrucción del universo”, dijo Anthony Taylor, coautor del estudio en la Universidad de Texas en Austin.
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