El par de cuásares más antiguo conocido ya brillaba 900 millones de años después del Big Bang.
Lo ha identificado un equipo internacional de astrónomos con el telescopio Gemini North, en Mauna Kea (Hawái), y el James Webb, y los resultados aparecen en The Astrophysical Journal Letters. El objeto tiene nombre de catálogo, J1602+4228AB, y un apodo hawaiano que apenas cabe en un titular: Nāpōwawāʻenakaulua.
Dos agujeros negros gigantes separados por un quinto de Vía Láctea
Los dos miembros del par no son cuásares cualesquiera. Son agujeros negros supermasivos en plena fase de alimentación, con masas de 1.500 millones y 400 millones de veces la del Sol. Están separados por 18.100 años luz, aproximadamente una quinta parte del diámetro de nuestra galaxia. A esa escala, la luz tarda 18.100 años en cruzar de uno a otro.
Puestos a comparar: si la Vía Láctea midiera 105 metros, el largo de un campo de fútbol reglamentario, los dos colosos estarían a unos 21 metros el uno del otro. Y no hablamos de vecinos tranquilos. Ambos devoran materia a un ritmo que los hace brillar más que todas las estrellas de su galaxia juntas; eso es, en esencia, un cuásar.
‘No existe una explicación teórica definitiva de cómo uno solo de estos cuásares gigantes aparece tan pronto en la historia del universo, y mucho menos dos’, señala Silvia Onorato, investigadora postdoctoral del NSF NOIRLab y autora principal del trabajo. ‘Observamos Nāpōwawāʻenakaulua cuando el universo tenía una decimotercera parte de su edad actual y, asombrosamente, sus agujeros negros supermasivos son tan masivos como los que vemos hoy’.
Encontrar un par así es estadísticamente raro. Los astrónomos calculan que los pares de cuásares deberían ser frecuentes, porque las galaxias chocan y se fusionan todo el tiempo. Pero verlos exige coincidir con una fase breve, resolver dos puntos brillantes muy juntos y hacerlo a distancias donde la señal llega debilísima. En el amanecer cósmico solo se conocían dos pares. Este es el tercero, y el más compacto de los tres.
Los dos agujeros negros ya eran gigantes cuando el universo apenas había cumplido una decimotercera parte de su edad actual.
Del catálogo Aether a dos noches de cielo perfecto
El hallazgo no nació de una noche heroica de observación, sino de una revisión paciente de datos ajenos. Nāpōwawāʻenakaulua apareció en el sondeo Aether, un programa del James Webb liderado por Emanuele Paolo Farina, científico asociado en Gemini, destinado a censar los objetos del universo primitivo. Con el espectrógrafo de infrarrojo cercano y su unidad de campo integral, Aether reunió una muestra de 200 cuásares que representa el 43% de todos los conocidos en esa etapa de la historia cósmica. Durante una inspección visual del conjunto, alguien advirtió que J1602+4228A tenía compañía.
Confirmarlo exigía separar las dos fuentes desde el suelo, con un objeto que en teoría debería ser casi invisible. Gemini North lo logró con su espectrógrafo de infrarrojo cercano: J1602+4228B es tan débil y está tan pegado a su compañero que la atmósfera habría borrado la señal en condiciones normales. ‘El cielo sobre Mauna Kea estaba tan limpio y tan nítido que reunimos los datos en solo dos noches’, cuenta Onorato. Dos noches. Después, el espectrógrafo multiobjeto de Gemini afinó las propiedades del par.
El nombre no salió de un concurso de laboratorio. Lo creó el programa A Hua He Inoa, del ʻImiloa Astronomy Center y el Colegio de Lengua Hawaiana de la Universidad de Hawái en Hilo, y viene a significar algo así como dos cuerpos celestes de oscuridad poderosa e insondable en el brillo del calor que reencarna energía en el universo. La astronomía moderna y la lengua hawaiana comparten desde hace años esa costumbre de nombrar lo que se descubre desde Mauna Kea.
El problema no es el qué, es el cómo
Los modelos actuales explican razonablemente la formación de un agujero negro supermasivo a partir de semillas que crecen durante miles de millones de años. Nāpōwawāʻenakaulua no concede ese margen. En el primer millar de millones de años del cosmos se ensamblaron los halos de materia oscura, se encendieron las primeras estrellas y los agujeros negros centrales se atiborraron de gas y de estrellas arrancadas en colisiones. Que dos de esos monstruos acaben tan cerca y tan masivos tan pronto sugiere que en aquella esquina del universo había mucho más combustible del habitual.
La hipótesis del equipo es que el par funciona como señal de un pico extremo de densidad: un nudo donde las interacciones galácticas alimentaron a la vez la formación estelar y el crecimiento acelerado de los agujeros negros. Es una idea sugerente, no una demostración. Y conviene decirlo con claridad: se trata de un solo objeto, observado con dos telescopios y descrito en una revista con revisión por pares, pero sin una muestra sólida que permita generalizar. Tres pares conocidos en el amanecer cósmico es un número demasiado pequeño para decidir si estamos ante la punta de un iceberg o ante una excepción estadística.
La propia Onorato lo plantea como un laboratorio. ‘Es un entorno realmente único’, dice, ‘un laboratorio para estudiar cómo se ensamblaron las primeras galaxias masivas y sus agujeros negros centrales mediante interacciones directas’. La frase desplaza la pregunta interesante. Ya no se trata solo de cuándo aparecieron los primeros agujeros negros gigantes, sino de cuánto de su crecimiento se debió a fusiones y cuánto a una alimentación solitaria y silenciosa.
Mi lectura, prudente, es que el valor de este trabajo no está en el récord —el título de par más antiguo se batirá pronto, como se baten casi todos—, sino en el escenario que insinúa. Si el universo primitivo ya fabricaba parejas de cuásares compactas y monstruosas, los modelos de formación temprana tienen una pieza más que encajar.
El siguiente paso es ampliar la búsqueda en el archivo de Aether y confirmar candidatos con Gemini North. El equipo ya ha demostrado que esas compañeras esquivas se dejan ver cuando el cielo acompaña. Queda por saber cuántas más esperan en los datos.
🔬 Ficha del Descubrimiento
- Qué se ha descubierto: el par de cuásares compactos más antiguo conocido, J1602+4228AB, dos agujeros negros supermasivos en interacción con masas de 1.500 y 400 millones de veces la del Sol.
- Dónde: en el universo primitivo, a una distancia que sitúa su luz 900 millones de años después del Big Bang; las dos fuentes están separadas por 18.100 años luz.
- Institución responsable: equipo internacional liderado por Silvia Onorato (NSF NOIRLab) con Gemini North y el telescopio James Webb; resultados publicados en The Astrophysical Journal Letters.
- Cuándo: la detección surgió del sondeo Aether del James Webb y se confirmó con observaciones de seguimiento de Gemini North en Mauna Kea.
- Impacto a futuro: abre una vía para medir cuánto del crecimiento de los primeros agujeros negros gigantes se debió a fusiones de galaxias.
