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El agujero negro más antiguo del universo temprano desafía el modelo de formación de agujeros negros  

Los astrónomos han detectado el agujero negro más antiguo (y más distante) del universo temprano, que data de 400 millones de años después del Big Bang. Sorprendentemente, se trata de unos pocos millones de veces la masa del Sol. Según la comprensión actual de la formación de un agujero negro, un agujero negro tan masivo debería tardar miles de millones de años en crecer hasta este tamaño pero, curiosamente, entonces el universo tenía sólo 400 millones de años.  

Anteriormente, los investigadores, combinando datos del Observatorio de rayos X Chandra y el JWST, habían encontrado un agujero negro en la galaxia UHZ1 que data de 470 millones de años después del Big Bang. 

Ahora, utilizando datos del Telescopio Espacial James Webb (JWST), los astrónomos han detectado un agujero negro en la galaxia GN-z11 que data de 400 millones de años después del Big Bang. Esto convierte a este agujero negro en el más antiguo jamás observado (los BH no se observan directamente, sino que se detectan indirectamente mediante el brillo revelador de un disco de acreción que gira a su alrededor) que data del universo temprano. La luz tardó casi 13.4 millones de años en llegar al telescopio JWS.  

Este agujero negro recientemente detectado en el universo temprano es supermasivo, alrededor de unos pocos millones de veces la masa del Sol. Lo intrigante de este agujero negro es cómo podría tener tanta masa para volverse supermasivo.  

Los agujeros negros se forman por el colapso de remanente de la estrella muerta bajo gravedad cuando se acaba el combustible, si la masa original de la estrella es superior a 20 masas solares (>20 M⦿). Los agujeros negros supermasivos se forman cuando la masa original de la estrella es aproximadamente cien veces la masa del Sol.  

En consonancia con esto, un agujero negro supermasivo como el detectado recientemente en el universo primitivo debería tardar miles de millones de años en formarse y crecer, pero el universo sólo tenía unos 400 millones de años.  

¿Existe alguna otra forma de formar BH supermasivos? Quizás las condiciones del universo primitivo permitieron que este agujero negro naciera grande o devorara materia de su galaxia anfitriona a un ritmo mucho mayor de lo que se pensaba posible.  

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Referencias:  

  1. NASA 2023. Noticias – Los telescopios de la NASA descubren un agujero negro que bate récords. Publicado el 6 de noviembre de 2023. Disponible en https://www.nasa.gov/missions/chandra/nasa-telescopes-discover-record-breaking-black-hole/ Preprint disponible en  https://doi.org/10.48550/arXiv.2305.15458  
  1. Investigación de la Universidad de Cambridge – Los astrónomos detectan el agujero negro más antiguo jamás observado. Publicado el 17 de enero de 2024. Disponible en https://www.cam.ac.uk/research/news/astronomers-detect-oldest-black-hole-ever-observed/  
  1. Maiolino, R., Scholtz, J., Witstok, J. et al. Un pequeño y vigoroso agujero negro en el Universo temprano. Naturaleza (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07052-5  Preprint disponible en https://doi.org/10.48550/arXiv.2305.12492  

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Umesh Prasad
Umesh Prasad
Periodista científico | Editor fundador de la revista Scientific European

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