Observaciones con el telescopio espacial Webb ha revelado que los núcleos galácticos activos (AGN), agujeros negros supermasivos que están aumentando rápidamente de tamaño, son más raros de lo pensado.

Los hallazgos, realizados con el Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) del Webb, sugieren que nuestro universo puede ser un poco más estable de lo que se suponía. El trabajo, publicado en The Astrophysical Journal, también brinda información sobre las observaciones de galaxias débiles, sus propiedades y los desafíos para identificar AGN.

El trabajo, dirigido por Allison Kirkpatrick, profesora asistente de física y astronomía en la Universidad de Kansas, se centró en una zona del cosmos estudiada durante mucho tiempo denominada Franja de Groth Extendida, ubicada entre las constelaciones de la Osa Mayor y Boötes. Pero los exámenes anteriores de la zona se basaron en una generación menos potente de telescopios espaciales.

"Nuestras observaciones se realizaron en junio y diciembre pasados, y nuestro objetivo era caracterizar cómo se veían las galaxias durante el apogeo de la formación estelar en el universo", dijo Kirkpatrick en un comunicado. "Esta es una mirada atrás en el tiempo, hace entre 7 y 10 mil millones de años. Usamos el instrumento de infrarrojo medio del Telescopio Espacial James Webb para observar el polvo en galaxias que existieron hace 10 mil millones de años, y ese polvo puede ocultar la formación de estrellas en curso y puede ocultar agujeros negros supermasivos en crecimiento. Así que llevé a cabo el primer estudio para buscar estos agujeros negros supermasivos que acechan en los centros de estas galaxias".

Si bien cada galaxia presenta un agujero negro supermasivo en el medio, los AGN son trastornos más espectaculares que atraen activamente gases y muestran una luminosidad ausente en los agujeros negros típicos.

Kirkpatrick y muchos colegas astrofísicos anticiparon que el estudio con Webb de mayor resolución localizaría muchos más AGN que un estudio anterior, realizado con el Telescopio Espacial Spitzer. Sin embargo, incluso con el aumento de potencia y sensibilidad de MIRI, se encontraron pocos AGN adicionales en la nueva encuesta.

"Los resultados parecían completamente diferentes de lo que había anticipado, lo que me llevó a mi primera gran sorpresa", dijo Kirkpatrick. "Una revelación significativa fue la escasez de agujeros negros supermasivos de rápido crecimiento. Este hallazgo generó preguntas sobre el paradero de estos objetos. Resulta que estos agujeros negros probablemente estén creciendo a un ritmo más lento de lo que se creía anteriormente, lo cual es intrigante, considerando que las galaxias que examiné se parecen a nuestra Vía Láctea del pasado. Las observaciones anteriores con Spitzer sólo nos permitieron estudiar las galaxias más brillantes y masivas con agujeros negros supermasivos de rápido crecimiento, lo que las hace fáciles de detectar".

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Kirkpatrick dijo que un misterio importante en astronomía radica en comprender cómo los agujeros negros supermasivos típicos, como los que se encuentran en galaxias como la Vía Láctea, crecen e influyen en su galaxia anfitriona.

"Los hallazgos del estudio sugieren que estos agujeros negros no están creciendo rápidamente, absorbiendo material limitado y tal vez no impactando significativamente a sus galaxias anfitrionas", dijo. "Este descubrimiento abre una perspectiva completamente nueva sobre el crecimiento de los agujeros negros, ya que nuestra comprensión actual se basa en gran medida en los agujeros negros más masivos de las galaxias más grandes, que tienen efectos significativos en sus anfitriones, pero los agujeros negros más pequeños en estas galaxias probablemente no lo hagan".

Otro resultado sorprendente fue la falta de polvo en estas galaxias, afirmó el astrónomo de Kansas. "Utilizando Webb, podemos identificar galaxias mucho más pequeñas que nunca, incluidas aquellas del tamaño de la Vía Láctea o incluso más pequeñas, lo que antes era imposible con estos desplazamientos al rojo (distancias cósmicas)", dijo Kirkpatrick. "Normalmente, las galaxias más masivas tienen abundante polvo debido a sus rápidas tasas de formación estelar. Supuse que las galaxias de menor masa también contendrían cantidades sustanciales de polvo, pero no fue así, desafiando mis expectativas y ofreciendo otro descubrimiento intrigante".

Según Kirkpatrick, el trabajo cambia la comprensión de cómo crecen las galaxias, particularmente en lo que respecta a la Vía Láctea.

"Nuestro agujero negro parece bastante tranquilo y no muestra mucha actividad", dijo. "Una pregunta importante con respecto a la Vía Láctea es si alguna vez estuvo activa o pasó por una fase AGN. Si la mayoría de las galaxias, como la nuestra, carecen de AGN detectable, podría implicar que nuestro agujero negro nunca estuvo más activo en el pasado. En última instancia, este conocimiento ayudará a limitar y medir las masas de los agujeros negros, arrojando luz sobre los orígenes del crecimiento de los agujeros negros, que siguen siendo una pregunta sin respuesta".