Las manchas amorfas que el astrof\u00edsico Oli Dors, de la Universidad de Vale do Para\u00edba (Univap), con sede en la ciudad de S\u00e3o Jos\u00e9 dos Campos, interior del estado de S\u00e3o Paulo, se ha dedicado a analizar desde el a\u00f1o pasado, son en realidad las mejores im\u00e1genes que los telescopios m\u00e1s poderosos de la actualidad logran obtener de algunas de las primeras galaxias del Universo. La luz de esas formaciones tard\u00f3 13 mil millones de a\u00f1os en llegar a la Tierra. Las im\u00e1genes borrosas son bultos de c\u00f3mo eran las galaxias 700 millones de a\u00f1os despu\u00e9s de la explosi\u00f3n que habr\u00eda originado el Universo, el Big Bang. \u201cSon im\u00e1genes de baja calidad pues, a pesar de ser muy luminosas, esas galaxias se encuentran demasiado lejos\u201d, lamenta Dors.<\/p>\n
De todos modos, fue por medio del an\u00e1lisis de ese tipo de material, obtenido por varios telescopios espaciales y situados en la Tierra, que \u00e9l, junto con el astrof\u00edsico Bhaskar Agarwal, de la Universidad de Heidelberg, en Alemania, y seis colegas m\u00e1s, identificaron tres galaxias distantes con una particularidad: parecen albergar agujeros negros primordiales, con masa entre cientos de miles y 1.000 millones de veces mayor que la del Sol, algo no previsto por la teor\u00eda cl\u00e1sica sobre dichos objetos celestes. Entre esas galaxias se encuentra una de las m\u00e1s lejanas y brillantes que ya se descubri\u00f3: Cosmos Redshift 7 (CR7), que se ubica en la constelaci\u00f3n de Sextans y se form\u00f3 hace 12.900 millones de a\u00f1os. Su nombre es un homenaje al astro del f\u00fatbol conocido por la misma sigla, el jugador portugu\u00e9s Cristiano Ronaldo.<\/p>\n
En lugar de formarse por la implosi\u00f3n final de estrellas, como reza la teor\u00eda cl\u00e1sica sobre esos cuerpos, los agujeros negros primordiales habr\u00edan surgido directamente del colapso (sobre su propio peso) de una acumulaci\u00f3n de inmensas nubes de gas del naciente Universo. En este escenario alternativo, no habr\u00eda sido necesario el surgimiento de las primeras estrellas para que se formaran los primeros agujeros negros. \u201cLos dem\u00e1s agujeros negros descender\u00edan, de alguna forma, de esos primordiales\u201d, comenta Dors. El trabajo del equipo sobre las galaxias gener\u00f3 un art\u00edculo cient\u00edfico, publicado el 26 de julio de 2018 en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.<\/em><\/p>\n La alianza de Dors y Agarwal empez\u00f3 en julio del a\u00f1o pasado, cuando el brasile\u00f1o pas\u00f3 una temporada en Heidelberg. Argawal viene comparando, desde hace algunos a\u00f1os, las previsiones de la teor\u00eda de los agujeros negros por colapso directo \u2013como son llamados\u2013 con datos de observaciones de galaxias distantes de un tipo muy especial. Son galaxias que emiten cantidades enormes de una radiaci\u00f3n ultravioleta, en una frecuencia de onda espec\u00edfica, muy conocida por los astr\u00f3nomos. La fuente emisora de esa radiaci\u00f3n es el gas hidr\u00f3geno ionizado del medio interestelar, calentado en dos situaciones extremas: en la vecindad de muchas estrellas j\u00f3venes o cerca de la materia incandescente a punto de ser tragada por un agujero negro supermasivo.<\/p>\n El astr\u00f3nomo de la Univap ya hab\u00eda desarrollado con \u00e9xito un m\u00e9todo para analizar el espectro de emisi\u00f3n de galaxias cercanas a la V\u00eda L\u00e1ctea y distinguir si la fuente predominante de la radiaci\u00f3n ultravioleta era el calentamiento del hidr\u00f3geno por estrellas masivas o por un agujero negro supermasivo. El d\u00fao de cient\u00edficos adapt\u00f3 entonces esa t\u00e9cnica para usarla en el an\u00e1lisis de galaxias distantes, que podr\u00edan presentar se\u00f1ales de la presencia de un agujero negro de colapso directo. De las decenas de galaxias distantes ya observadas por grandes telescopios, solo cinco hab\u00edan sido observadas con detalle y precisi\u00f3n suficiente para ser analizadas por tal m\u00e9todo. De las cinco, tres presentaron indicios de que albergan agujeros negros supermasivos formados por colapso directo. \u201cLa formaci\u00f3n de agujeros negros supermasivos cuando el Universo era joven es un misterio\u201d, opina Jo\u00e3o Steiner, astrof\u00edsico de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP), que no particip\u00f3 del estudio.<\/p>\n Steiner se refiere al conflicto entre los resultados encontrados por estudios recientes, como los obtenidos por Dors y Agarwal, y la idea m\u00e1s aceptada sobre c\u00f3mo se formaron los agujeros negros supermasivos. Hasta recientemente, la mayor\u00eda de los astrof\u00edsicos estaba de acuerdo con que todos los agujeros negros del Universo nac\u00edan de la misma manera: por el colapso de estrellas de masa superior a 20 veces la del Sol. Al agotar su combustible al final de sus vidas, esas estelas implosionan sobre el propio peso, creando una regi\u00f3n en el espacio con fuerza gravitacional tan intensa que nada logra escapar de su superficie, ni la luz: un agujero negro. Surgiendo con una masa de valor cercano al de la estrella que le dio origen, un agujero negro puede engordar tragando gas del medio interestelar o incluso estrellas enteras que encuentre en su camino. Tambi\u00e9n puede aumentar su masa al colidir y fundirse con otros agujeros negros.<\/p>\n La implosi\u00f3n de estrellas<\/strong> Ante ese problema, los astrof\u00edsicos Volker Bromm, de la Universidad de Texas, en Austin, y Avi Loeb, de la Universidad Harvard, ambas en Estados Unidos, propusieron en 2003 una teor\u00eda alternativa para explicar el surgimiento de los agujeros negros primordiales supermasivos. Seg\u00fan esta teor\u00eda, m\u00e1s o menos en la misma \u00e9poca que las primeras estrellas se estar\u00edan formando en algunas regiones del Universo, en otras habr\u00eda condiciones especiales para que inmensas nubes de gas primordial se acumularan y colapsaran sobre el propio peso, formado agujeros negros gigantes directamente. Los llamados agujeros negros por colapso directo ya nacer\u00edan con masas entre 100 mil y un mill\u00f3n de soles, una particularidad que podr\u00eda explicar las mediaciones realizadas ahora en algunas galaxias del universo enseguida despu\u00e9s del Big Bang.<\/p>\n \u201cEl nuevo estudio sobre agujeros negros primordiales ayuda a establecer conexiones entre la teor\u00eda y las observaciones\u201d, sugiere Aaron Smith, astrof\u00edsico del Instituto de Tecnolog\u00eda de Massachusetts, Estados Unidos. En 2016, Smith, Volker y Loeb afirmaron que hab\u00edan encontrado evidencias de agujeros negros de colapso directo en la galaxia CR7. \u201cTanto nuestro resultado como el de ellos deben considerarse como evidencia basada en datos limitados\u201d, pondera. El descubridor de CR7, el astrof\u00edsico portugu\u00e9s David Sobral, de la Universidad de Lancaster, en el Reino Unido, conoce bien la dificultad de observar esas galaxias distantes. Las primeras im\u00e1genes de CR7 obtenidas por el telescopio terrestre VLT, en 2015, suger\u00edan que la fuente de la emisi\u00f3n de ultravioleta de la galaxia eran tres grandes aglomerados de estrellas primordiales. La hip\u00f3tesis se descart\u00f3, empero, por observaciones subsiguientes realizadas en 2017 con el telescopio espacial Hubble y con el radiotelescopio Alma, en Chile. Ahora, como el equipo de Dors y Agarwal, Sobral tambi\u00e9n sostiene que CR7 puede contener un agujero negro supermasivo. \u201cPero no es posible saberlo con seguridad, en parte porque las firmas espectrales observadas de ese tipo de objeto son bastante d\u00e9biles\u201d explica Sobral.<\/p>\n Proyecto<\/strong>
\nDe acuerdo con ese antiguo paradigma, los primeros agujeros negros del Universo deber\u00edan haberse creado a partir de la implosi\u00f3n final de las estrellas primordiales, formadas del gas de \u00e1tomos de hidr\u00f3geno y helio que constitu\u00eda todo el Universo alrededor de 400 mil a\u00f1os despu\u00e9s del Big Bang. Se lleg\u00f3 a especular que esas primeras estrellas podr\u00edan ser gigantes con mil masas solares. Pero observaciones y c\u00e1lculos recientes indican que tendr\u00edan, como m\u00e1ximo, 100 masas solares. Simulaciones tambi\u00e9n sugieren que, aunque se pudiera alimentar continuamente con gas, ning\u00fan agujero negro formado a partir de las primeras estrellas lograr\u00eda alcanzar una masa de cientos de miles de soles en menos de 1.000 millones de a\u00f1os. \u201cLos agujeros negros que se formaron por colapso de estrellas individuales no tuvieron tiempo de volverse supermasivos\u201d, explica Steiner.<\/p>\n
\nChemical abundance determinations is SFr and AGN (n\u00ba 16\/50488-8<\/a>); Modalidad <\/strong>Ayuda a la Investigaci\u00f3n \u2013 Regular; Acuerdo Conicet; Investigador responsable<\/strong> Oli Dors (Univap); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 19.930,00.<\/p>\n