Los agujeros negros supermasivos y las primeras galaxias crecieron al mismo tiempo

Es probable que ya existieran agujeros negros supermasivos en los primeros momentos de la historia cósmica: habrían acelerado la formación de nuevas estrellas en el Universo temprano, incluso cuando crecían con sus galaxias. Un nuevo análisis de imágenes y datos obtenidos por el telescopio James Webb sugiere que los agujeros negros y las galaxias coexistieron y se influyeron mutuamente en su desarrollo, durante los primeros 100 millones de años de existencia cósmica.

Un nuevo estudio publicado recientemente en The Astrophysical Journal Letters concluye que los agujeros negros supermasivos no solamente existieron en los albores del cosmos, sino que además originaron nuevas estrellas y potenciaron la formación de galaxias. La investigación fue liderada por el científico Joseph Silk, profesor del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Johns Hopkins, en Estados Unidos, y del Instituto de Astrofísica de la Universidad de la Sorbona, en París, Francia.

Una nueva comprensión

De acuerdo a una nota de prensa, los hallazgos de la investigación, que se basan en un análisis de datos e imágenes que obtuvo el Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA, ponen patas para arriba las teorías establecidas sobre cómo los agujeros negros dan forma al cosmos, desafiando la comprensión clásica de que se formaron después del surgimiento de las primeras estrellas y galaxias.

Por el contrario, los agujeros negros supermasivos habrían acelerado drásticamente el nacimiento de nuevas estrellas durante los primeros 50 millones de años del cosmos, un período fugaz dentro de sus 13.800 millones de años de historia. En tanto, las galaxias no se habrían desarrollado antes de los agujeros negros, sino que ambos habrían coexistido: su crecimiento y formación tuvo lugar al mismo tiempo a lo largo de los 100 millones de años iniciales del Universo, según el estudio.

"Sabemos que estos monstruosos agujeros negros existen en el centro de las galaxias cercanas a nuestra Vía Láctea, pero la gran sorpresa ahora es que también estuvieron presentes en el comienzo del Universo y fueron casi como bloques de construcción o semillas de las primeras galaxias", aclaró Silk en el comunicado.

Los agujeros negros supermasivos y la formación de las primeras estrellas

De esta manera, si los agujeros negros supermasivos fueron gigantescos amplificadores de la formación de estrellas en los inicios de la historia cósmica, estamos en presencia de un cambio radical en torno a las concepciones científicas actuales, alterando por completo nuestra comprensión de cómo se forman las galaxias. Sería una nueva “revolución” iniciada a través de una observación del James Webb, que parece haber llegado para cambiar la astronomía y la astrofísica para siempre.

Silk y su equipo predicen que el Universo joven tuvo dos fases. Durante la primera etapa, los flujos de salida a alta velocidad de los agujeros negros aceleraron la formación de estrellas, mientras que en una segunda fase estos flujos de salida se ralentizaron. Esto significa que, en un principio, los agujeros negros supermasivos expulsaron nubes de gas trituradas, como producto de la interacción con sus turbulentos campos magnéticos, convirtiéndolas en estrellas y acelerando enormemente el ritmo de formación estelar.

Esta creación estelar, a un ritmo muy superior al observado miles de millones de años después en las galaxias normales, se ralentizó luego de los primeros cientos de millones de años de historia cósmica, porque estos poderosos flujos pasaron a un estado de conservación de energía, reduciendo el gas disponible para formar estrellas en las galaxias.

Referencia

Which Came First: Supermassive Black Holes or Galaxies? Insights from JWST. Joseph Silk et al. The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI:https://doi.org/10.3847/2041-8213/ad1bf0