Detectan por primera vez estrellas en los cuásares más distantes

Utilizando el Telescopio Espacial James Webb de la NASA y otros instrumentos avanzados, un grupo de científicos logró detectar por primera vez estrellas ubicadas en los cuásares más antiguos y lejanos, que existieron durante los primeros mil millones de años del Universo. El hallazgo podría arrojar luz sobre los procesos que tuvieron lugar en los cuásares primitivos y determinaron la formación y evolución de los primeros agujeros negros supermasivos, que actualmente dominan el centro de la mayoría de las galaxias. 

Un grupo internacional de astrónomos ha concretado la primera detección de estrellas en los cuásares ubicados en el Universo profundo, analizando la luz que emitieron en los primeros mil millones de años del cosmos. La identificación de estas lejanas y antiguas estrellas facilitará la comprensión de los fenómenos ligados a la formación de los primeros agujeros negros supermasivos.

Según un artículo publicado en Universe Today y que también reproduce Phys.org, el estudio se basó en observaciones realizadas con la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) del Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA, aunque también se tomaron como referencia observaciones realizadas con otros instrumentos. La nueva investigación, publicada recientemente en ArXiv, se centra en dos estructuras del Universo lejano, los cuásares denominados J2255+0251 y J2236+0032.

Desde el principio de los tiempos

Los cuásares son galaxias que presentan agujeros negros supermasivos de gran dinamismo y actividad en sus centros, que alcanzan una magnitud de millones o decenas de miles de millones de masas solares. Aunque son las galaxias más brillantes del cosmos, al estar tan alejadas su luz es muy difícil de detectar y, en consecuencia, se han transformado en uno de los grandes enigmas para la astrofísica. 

Ahora, el acceso a nuevas tecnologías como las aportadas por el JWST y otros instrumentos que estarán disponibles en el futuro cercano prometen resolver finalmente esos misterios. Principalmente, los científicos quieren determinar por qué y cómo se formaron agujeros negros supermasivos en los cuásares más lejanos, tan rápidamente después del Big Bang. Ese ha sido uno de los ejes del nuevo estudio, liderado por Xuheng Ding, del Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo, en Japón.

El equipo de científicos conducido por Ding indicó que se han propuesto una amplia variedad de mecanismos físicos para explicar la formación y rápido crecimiento de estos primeros agujeros negros supermasivos. Sin embargo, hasta el momento la detección de estrellas en cuásares ha sido esquiva en los objetivos más lejanos, impidiendo el análisis y comprobación de los fenómenos propuestos teóricamente. 

Nueva luz

Al concretar las primeras detecciones del componente estelar de dos cuásares de luminosidad relativamente baja en el Universo profundo, los astrónomos encontraron que las galaxias anfitrionas son masivas, compactas y en forma de disco. Al parecer, los agujeros negros supermasivos ubicados en estas estructuras lejanas se comportan de forma diferente a los ubicados en el cosmos cercano, incluso desplazándose en ocasiones de los centros de sus galaxias.

Las primeras detecciones positivas de estrellas en cuásares permitirán evaluar el entorno estelar, junto con la formación de estrellas y la acumulación de agujeros negros. De esta manera, será posible determinar las condiciones físicas que gobernaron la formación y evolución de los primeros agujeros negros supermasivos del Universo.

Referencia

First detections of stellar light from quasar host galaxies at z > 6. Xuheng Ding et al. ArXiv (2022). DOI:https://doi.org/10.48550/arXiv.2211.14329