Miércoles 3 de Junio de 2026
Utilizando la capacidad de imagen y espectroscopia sin precedentes del Telescopio Espacial James Webb, los investigadores han cartografiado el movimiento y la composición del gas que orbita un agujero negro en el centro de Abell 2744-QSO1, una pequeña galaxia situada a una distancia de más de 13.000 millones de años luz de la Vía Láctea. Los resultados sugieren que el agujero negro, con una masa de 50 millones de veces la del Sol, es anterior a su galaxia anfitriona, posiblemente formándose en el primer segundo del Big Bang, y que debió ser inmenso desde sus inicios.
¿Qué surgió primero, la galaxia o el agujero negro? Los científicos han creído durante mucho tiempo que podría ser la galaxia, las estrellas grandes dentro de una galaxia existente consumen su combustible y colapsan para formar agujeros negros, que pueden engullir el material circundante y fusionarse con el tiempo para formar entidades más masivas. Pero es difícil comprender cómo los agujeros negros con una masa millones o miles de millones de veces mayor que la del Sol, pudieron crecer tan rápidamente a partir de semillas tan pequeñas.
Ahora, los investigadores que utilizan Webb han detectado pruebas claras de que algunos agujeros negros supermasivos fueron enormes desde el principio, formándose sin una fase de colapso estelar y sin una galaxia anfitriona significativamente más masiva que los alimentara. La conclusión de los astrónomos se basa en observaciones detalladas de Abell 2744-QSO1, un prototipo de pequeño punto rojo que existió tan solo 700 millones de años después del Big Bang. Aunque QSO1 tiene solo 1.300 años luz de diámetro y su luz ha viajado durante más de 13 mil millones de años, es más fácil de estudiar que la mayoría de los demás puntos rojos porque la lente gravitacional del cúmulo de galaxias Abell 2744, el Cúmulo de Pandora, lo afecta. QSO1 se magnifica y se observa en tres ubicaciones diferentes entorno al cúmulo.
Los estudios iniciales de QSO1 revelaron pruebas convincentes de que podría ser poco más que una nube de hidrógeno y helio incandescentes orbitando un agujero negro supermasivo con una masa estimada de 40 millones de veces la del Sol. Pero al igual que con otros agujeros negros primitivos descubiertos por Webb, existía incertidumbre sobre si realmente era tan masivo. El equipo reconoció que si el agujero negro de QSO1 es tan masivo como parece, deberían poder utilizar la unidad de campo integral IFU del espectrógrafo de infrarrojo cercano NIRSpec del telescopio Webb para rastrear los efectos de su gravedad en el gas que gira a su alrededor, al tiempo que mapean la distribución de varios elementos en el gas.
Los investigadores utilizaron las observaciones del IFU para mapear los movimientos del gas hidrógeno que rodea el agujero negro. Al representar gráficamente la velocidad de rotación en función de la distancia al centro, descubrieron que el gas tiene un movimiento kepleriano, orbita alrededor de un punto central de la misma manera que los planetas de nuestro Sistema Solar orbitan alrededor del Sol. Dado que el movimiento kepleriano se rige por leyes gravitacionales simples, el equipo pudo utilizar las mediciones de velocidad del gas para calcular directamente la masa del agujero negro, una hazaña sin precedentes. Descubrieron que el agujero negro no solo es inmenso, con una masa aproximada de 50 millones de veces la del Sol, sino que además constituye dos tercios de la masa total de QSO1. Esta proporción es miles de veces mayor que en otras galaxias cercanas, donde los agujeros negros supermasivos representan solo una pequeña fracción de la masa total de la galaxia anfitriona.
Los mapas de composición obtenidos con IFU respaldaron estos resultados, demostrando que el gas en todo QSO1 está compuesto casi en su totalidad por hidrógeno y helio, con muy pocos elementos más pesados como el oxígeno, que cabría esperar en una galaxia rica en estrellas y restos estelares. Con una metalicidad inferior al 0,5 % de la del Sol, QSO1 es uno de los entornos galácticos más prístinos jamás medidos. El equipo de investigación cree que esto es una buena señal de que las suposiciones utilizadas para las mediciones indirectas de masa son válidas y que las masas de otros agujeros negros en el Universo primitivo no se han sobreestimado.
La enorme masa de QSO1 en relación con su galaxia anfitriona sugiere que no pudo haberse formado gradualmente a partir de la fusión y alimentación de agujeros negros mucho más pequeños, de masa estelar. Ya sea que el agujero negro de QSO1 evolucionara a partir de una semilla pesada que se formó en el primer segundo del Big Bang o algo más tarde a partir del colapso de una gigantesca nube de gas, es casi seguro que nació grande y que puede estar en las primeras etapas de la formación de una galaxia a su alrededor. El equipo cree que los pequeños puntos rojos como QSO1 no pudieron haber sido raros en el Universo primitivo, y está analizando objetos similares para averiguar si los agujeros negros supermasivos realmente son anteriores a las galaxias donde residen actualmente. En la imagen superior el norte está 35º a la derecha de la vertical.
Fotografía Original 1
Fotografía Original 2
Crédito: NASA / ESA / CSA / L. Furtak (Universidad Ben-Gurion del Néguev) / R. Maiolino (Cambridge) / F. D'Eugenio (Cambridge)
I. Juodžbalis (Cambridge) / H. Übler (MPE) / C. Marconcini (Universidad de Florencia)
Procesamiento: A. Pagan
| Nombre | RA | DEC | Datos |
| Abell 2744 / ACO 2744 / AM 0011-303 / ACT-CL J0014.3-3022 BAX 003.5813-30.3887 / ACCG 118 / MCS J0014.3-3022 / RBS 34 MCXC J0014.3-3023 / PLCKESZ G008.93-81.23 / XCLASS 20073 PSZ1 G009.02-81.22 / PSZ2 G008.94-81.22 / PSZRX G008.92-81.24 RXC J0014.3-3022 / RXC J0014.3-3023 / SPT-CL J0014-3022 1RXS J001419.1-302216 / [DBG99] 5 |
00:14:20.03 | -30º 23' 17.8'' | Simbad |
