El James Webb se ha aliado con el observatorio Chandra. Y ha detectado el agujero negro más antiguo hasta la fecha

Esta es la primera imagen de un agujero negro supermasivo a 13.200 millones de años luz de la Tierra, cuando el universo tenía apenas el 3% de su edad actual. Nunca se había llegado tan lejos en la detección de un agujero negro. Lo ha conseguido un equipo internacional de investigadores tras combinar datos del observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el telescopio espacial James Webb, que aprovechó una lente gravitacional para ampliar la luz de su galaxia anfitriona.

Una vieja gloria y un flamante telescopio trabajando juntos. En la imagen vemos en púrpura los rayos X que nos llegan de las nubes de gas que rodean el agujero negro. Fueron detectados por el observatorio Chandra de la NASA después de que el telescopio espacial Webb (una colaboración entre la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense) localizara a su galaxia anfitriona en el infrarrojo.

A diferencia del Webb, que lleva algo más de un año observando el cosmos, el observatorio Chandra fue lanzado hace más de 24 años. Se trata de una vieja gloria que está dando, quizá, sus últimos coletazos después de que la NASA haya decidido recortar su presupuesto para dar salida a nuevas misiones astronómicas.

Apenas 470 millones de años después del Big Bang. Un equipo internacional dirigido por Akos Bogdan, del centro de astrofísica Harvard-Smithsonian, dio con el agujero negro en una galaxia llamada UHZ1 mientras miraba en dirección al cúmulo Abell 2744, que se encuentra a 3.500 millones de años luz de distancia de la Tierra.

Los datos del Webb revelaron que la galaxia estaba mucho más distante que el cúmulo: a 13.200 millones de años luz de la Tierra. La luz que nos llega desde aquel remoto lugar nos muestra lo que ocurría en el universo apenas 470 millones de años después del Big Bang, cuando el universo tenía el 3% de su edad actual.

La primera radiografía de un agujero negro supermasivo. Gracias a Chandra y su capacidad de observar incluso los rayos X más tenues, los científicos detectaron la presencia de enormes nubes de gas supercaliente girando intensamente en la galaxia, señal de la presencia de un agujero negro supermasivo en las etapas más tempranas de su crecimiento.

Se trata del agujero negro más distante jamás detectado en rayos X y de la primera observación de un agujero negro de gran tamaño en la breve etapa de su formación en la que pesa aproximadamente lo mismo que algunas estrellas. Se estima que su masa está entre 10 y 100 soles, a juzgar por el brillo y la energía de los rayos X.

Un hallazgo que despeja algunas dudas. El hallazgo nos ayuda a entender cómo se formaron algunos de los primeros agujeros negros supermasivos y cómo es posible que alcanzaran masas tan colosales como 10.000 o 100.000 soles poco después del Big Bang.

Dos teorías: se formaron a partir del colapso de enormes nubes de gas o fueron el resultado de explosiones de las primeras estrellas. Este hallazgo respalda las predicciones del astrofísico Priyamvada Natarajan, que en 2017 predijo agujeros negros de gran tamaño formados directamente a partir del colapso de nubes de gas.

No habría sido posible sin complementar ambos telescopios. "Necesitábamos al Webb para encontrar esta galaxia notablemente distante y a Chandra para encontrar su agujero negro supermasivo", dijo Bogdan en un comunicado de la NASA. "También aprovechamos una lupa cósmica (o lente gravitacional) que aumentó la cantidad de luz que detectamos".

Las imágenes del Webb que ayudaron a localizar el agujero negro fueron extraídas de una serie de observaciones conocidas como programa UNCOVER: observaciones ultraprofundas del universo en la época anterior a su reionización, que ocurrió mil millones de años tras el Big Bang.

Imagen | NASA/CXC/SAO/Ákos Bogdán; Infrared: NASA/ESA/CSA/STScI; Image Processing: NASA/CXC/SAO/L. Frattare & K. Arcand

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