El hallazgo, publicado en The Astrophysical Journal Letters, ha sido posible gracias a la comparación de datos del telescopio espacial James Webb y el observatorio de rayos X Chandra de la NASA. Se trata de una fuente puntual de rayos X, catalogada oficialmente como 3DHST-AEGIS-12014, que los investigadores han denominado X-ray dot (punto de rayos X) por sus características.
Este objeto se encuentra a aproximadamente 11.800 millones de años luz de la Tierra, una distancia que lo sitúa en una época en la que el universo tenía solo unos 2.000 millones de años, y presenta la mayoría de los rasgos definitorios de los LRDs: es pequeño, de color rojo y se halla a una distancia cosmológica enorme. Sin embargo, a diferencia del resto de estos enigmáticos objetos, este punto emite rayos X, una propiedad que los astrónomos no habían podido detectar hasta ahora en la población de LRDs.
Desde que el telescopio James Webb comenzó sus operaciones científicas, los informes sobre una nueva clase de objetos misteriosos se sucedieron. Los astrónomos identificaron cientos de pequeñas fuentes rojas, situadas a unos 12.000 millones de años luz o más, que rápidamente se bautizaron como little red dots (LRDs) o “pequeños puntos rojos”.
La naturaleza de estos objetos ha sido objeto de debate, pero la hipótesis predominante entre la comunidad científica es que los LRDs son agujeros negros supermasivos en crecimiento, pero envueltos en nubes de gas denso. Ese gas actuaría como un velo que oculta algunas de las firmas espectrales típicas —entre ellas, precisamente, la emisión de rayos X— que los astrónomos utilizan habitualmente para identificar agujeros negros en acreción.
Esta configuración los diferenciaría de los agujeros negros supermasivos en crecimiento convencionales, que no están inmersos en gas denso y, por lo tanto, permiten que la brillante luz ultravioleta y los rayos X procedentes del material en órbita escapen libremente.
Debido a esta particularidad y a sus similitudes potenciales con las atmósferas estelares, los investigadores han denominado a esta posible explicación como el escenario del agujero negro estrella para los LRDs. El nuevo punto de rayos X, 3DHST-AEGIS-12014, podría proporcionar ahora un puente crucial entre esos hipotéticos agujeros negros estrella y los agujeros negros supermasivos en crecimiento típicos.
Los astrónomos llevamos varios años intentando descifrar qué son los little red dots, declaró Raphael Hviding, del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania y autor principal del estudio. Este único objeto de rayos X puede ser —valga la expresión— lo que nos permita conectar todos los puntos. El equipo encontró este objeto tan especial tras comparar los nuevos datos del telescopio James Webb con un relevamiento profundo realizado previamente por el observatorio Chandra.
La investigación, en la que también participan Anna de Graaff (Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, Cambridge, Massachusetts), Hanpu Liu (Universidad de Princeton, Nueva Jersey) y Andy Goulding (Universidad de Princeton), propone una interpretación concreta: el X-ray dot podría representar una fase de transición entre un LRD y un agujero negro supermasivo en crecimiento típico.
Si los little red dots son agujeros negros supermasivos en rápido crecimiento, ¿por qué no emiten rayos X como los demás agujeros negros de este tipo?, planteó Anna de Graaff. Encontrar un little red dot que se ve diferente a los demás nos proporciona una nueva e importante pista sobre qué podría estar alimentándolos.
El mecanismo sugerido es el siguiente: a medida que el agujero negro estrella consume el gas de su entorno, comienzan a abrirse agujeros parciales en las nubes de gas que lo envuelven. Esas aperturas permiten que los rayos X generados por la caída de material hacia el agujero negro se filtren hacia el exterior, y es precisamente esa radiación la que Chandra ha logrado detectar. Con el tiempo, cuando todo el gas es consumido, el agujero negro estrella deja de existir y el objeto se convertiría en un agujero negro supermasivo en crecimiento convencional.
Existen además indicios en los datos de Chandra sobre variaciones en la intensidad de los rayos X procedentes del objeto, lo que refuerza la idea de que el agujero negro se encuentra parcialmente oscurecido. Conforme la nube de gas rota, parches de gas más denso y menos denso se desplazan frente al agujero negro, produciendo cambios en la luminosidad de rayos X que el observatorio es capaz de registrar.
Si confirmamos que el punto de rayos X es un little red dot en transición, no solo sería el primero de su tipo, sino que estaríamos viendo por primera vez en el corazón de un little red dot, señaló Hanpu Liu. También tendríamos la evidencia más sólida hasta la fecha de que el crecimiento de los agujeros negros supermasivos está en el centro de algunos, si no de todos, de la población de little red dots. El hallazgo, por tanto, no resuelve definitivamente el enigma, pero ofrece la línea de evidencia más directa hasta ahora para vincular a los LRDs con la fase activa de los agujeros negros supermasivos en el universo primitivo.
No obstante, el equipo de investigadores no descarta una hipótesis alternativa: el X-ray dot podría ser un tipo más común de agujero negro supermasivo en crecimiento, pero estaría velado por una clase exótica de polvo cósmico que los astrónomos no habían observado hasta ahora. Esta posibilidad, aunque menos favorecida por los datos actuales, sigue sobre la mesa y se espera que futuras observaciones puedan arrojar luz sobre cuál de las dos interpretaciones es la correcta.
Lo que sí está claro es el valor añadido que ha supuesto la combinación de dos de los observatorios espaciales más potentes jamás construidos. El punto de rayos X había permanecido en nuestros datos de sondeo de Chandra durante más de diez años, pero no teníamos idea de lo notable que era hasta que llegó Webb para observar el campo, explicó Andy Goulding. Este es un poderoso ejemplo de colaboración entre dos grandes observatorios.
El programa Chandra está gestionado por el Centro de Vuelos Espaciales Marshall de la NASA, mientras que el Centro de Rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsonian controla las operaciones científicas desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts. El hallazgo, publicado en The Astrophysical Journal Letters, abre ahora una vía de investigación para determinar si el X-ray dot es realmente el primero de una nueva clase de objetos en transición o si, por el contrario, responde a una configuración de polvo desconocido.
En cualquier caso, el estudio demuestra que la población de little red dots, lejos de ser homogénea, contiene al menos un ejemplar capaz de emitir rayos X, y ese único caso podría ser la llave para reinterpretar la naturaleza de todos los demás.
Fuente: labrujulaverde.com
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