Pequeños objetos celestiales rojos observados por el telescopio espacial James Webb de la NASA (JWST) reforman la comprensión científica de la formación temprana del universo. Un equipo de investigación internacional, incluidos los científicos de Penn State, identificó este misterioso ‘pequeños puntos rojos’, que sugiere que podrían representar una clase completamente nueva entidades cósmicas: las estrellas de Gatster Black que consumen enormes cantidades de materia y salen a la ligera.
Los pequeños objetos rojos fueron vistos con la ayuda del primer conjunto de datos de JWST que se lanzó en 2022. Los investigadores especularon que estas formaciones podrían ser galaxias que alcanzaron la madurez que eran comparables a nuestra Vía Láctea, adecuadas de 13.6 mil millones de años, solo 500 a 700 millones de años después del Big Bang. Inicialmente llamado ‘Breakers de Universo’, estos objetos fueron desafíos considerables para los modelos establecidos de formación de galaxias.
Sin embargo, los hallazgos publicados en la revista Astronomy & Astrophysics sugieren que estos puntos rojos no son galaxias en absoluto, sino potencialmente nuevos tipos de entidades: estrellas de agujeros negros. El análisis sugiere que estas formaciones son bulbos colosales de gas caliente que parecen de naturaleza estelar, pero la fusión nuclear pierde que las estrellas típicas se alimentan. En cambio, un agujero negro súper massivo se extiende rápidamente cerca del núcleo cercano, de modo que se convierte en energía mientras la luz transmite.
«Es una respuesta elegante», dijo Joel Leja, el Dr. Keiko Miwa Ross Midden-Carrine Association Astrophysics en Penn State y coautor del periódico. «Inicialmente pensamos que era una pequeña galaxia llena de estrellas frías, pero en realidad es una estrella enorme y muy fría».
Tales estrellas frías, que transmiten muy poca luz como resultado de temperaturas más bajas en comparación con las estrellas normales, a menudo pueden verse eclipsadas por estrellas más brillantes y masivas. Estos objetos se identifican principalmente por su brillo en las longitudes de golf del espectro rojo óptico e infrarrojo cercano sin ser visto a simple vista.
Aunque el gas que rodea los agujeros negros súper masivos típicamente abrasadoras, a veces al alcanzar millones de grados centígrados, el gas alrededor de este punto rojo parece ser mucho más frío y las características con estrellas frías y de baja masa.
JWST se lanzó con el objetivo de explorar el origen del cosmos, con la ayuda de instrumentos sensibles a los infrarrojos que están diseñados para atrapar la luz de las estrellas y galaxias más antiguas del universo. Con esta posibilidad, los astrónomos pueden volver a 13.5 mil millones de años en el tiempo y acercarse al comienzo del universo de cerca.
Inicialmente, los investigadores creían que los objetos eran galaxias adultas, que generalmente muestran un mayor enrojecimiento a medida que las estrellas envejecen. Sin embargo, el brillo de estos «puntos» sugirió una composición mucho más densa que los modelos tradicionales de Melkweg. Si Bingjie Wang, un Fellow de la NASA en la Universidad de Princeton y una contribución al estudio, señaló que una Vía Láctea tan temprana habría producido una cantidad abrumadora de luz.
Para profundizar, el equipo de datos de Spectra recopiló durante casi 60 horas de aproximadamente 4.500 galaxias distantes, una de las colecciones de datos espectroscópicas más grandes en JWST. Descubrieron un objeto excepcional, apodado ‘The Cliff’, que presentaba un espectro que era indicativo de masas extremas, marcando como un candidato importante para su investigación.
Un análisis posterior confirmó que la luz del «acantilado» no fue emitida por grupos de estrellas, sino por un agujero negro súper massivo que generó una energía inmensa de la materia consumida, rodeada por una gruesa capa de gas de hidrógeno.
Leja explicó que los agujeros negros generalmente se encuentran en el corazón de la mayoría de las galaxias, con algunas masas de millones o miles de millones más grandes que los de nuestro sol. La existencia de estas estrellas de Gatster negras puede representar una etapa temprana en la formación de los agujeros negros súper masivos que ahora se encuentran en los centros de las galaxias.
JWST ya ha indicado que la presencia de agujeros negros con alta masa del universo temprano, y estos objetos recién identificados pueden mejorar los modelos actuales de evolución cósmica. Leja y su equipo planean investigar más a fondo la densidad de gas y la fuerza alrededor de estas primeras estrellas de Black Gatster.
A pesar de los desafíos de su inmensa distancia y tamaño pequeño, el equipo sigue siendo optimista. «Esta es la mejor idea de que tenemos casi todos los datos, pero tenemos que resolver el lago», señaló Leja. «El universo es mucho más extraño de lo que podemos imaginar, y todavía hay grandes sorpresas para nosotros».
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