Un equipo internacional de astrofísicos y astrónomos, dirigido por investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania (Penn State), en EE.UU., identificó tres objetos misteriosos increíblemente pequeños, muy rojos y luminosos, que existieron cuando el universo primitivo tenía solo el 5 % de su edad actual. El reciente descubrimiento altera el pensamiento convencional sobre los orígenes y la evolución de las galaxias y sus agujeros negros supermasivos.
Demasiado "viejas" para un universo tan joven
Como parte del proyecto RUBIES, el equipo estudió medidas espectrales o de intensidad de diferentes longitudes de onda de luz emitida por estos objetos, utilizando el instrumento NIRSpec a bordo del Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA. Contradictoriamente, su análisis reveló firmas de estrellas "viejas", de cientos de millones de años, mucho más antiguas de lo esperado en un universo joven de tan solo unos cientos de millones de años después del Big Bang.
"Hemos confirmado que parecen estar repletas de estrellas antiguas (de cientos de millones de años) en un universo que tiene solo entre 600 y 800 millones de años. Sorprendentemente, estos objetos tienen el récord de las primeras firmas de la luz de las estrellas antiguas", comentó Bingjie Wang, posdoctorante en Penn State y autora principal del estudio.
Agujeros negros sorprendentemente grandes
A los investigadores también les sorprendió descubrir señales de enormes agujeros negros supermasivos en los mismos objetos, y estimaron que son entre 100 y 1.000 veces más masivos que el agujero negro supermasivo de la Vía Láctea. Lo sorprendente es que ninguna de estas características se ajusta a los modelos actuales de crecimiento de galaxias y formación de agujeros negros supermasivos.
"Normalmente, los agujeros negros supermasivos se encuentran emparejados con galaxias", señaló Joel Leja, profesor en Penn State y coautor del estudio. "Crecen juntos y pasan por todas sus experiencias vitales importantes juntos. Pero aquí, tenemos un agujero negro adulto completamente formado que vive dentro de lo que debería ser una galaxia bebé. Eso realmente no tiene sentido, porque estas cosas deberían crecer juntas, o al menos eso es lo que pensábamos", afirmó.
Increíblemente pequeños
Los investigadores también quedaron perplejos por el tamaño increíblemente pequeño de estos sistemas, de apenas unos cientos de años luz de diámetro, aproximadamente 1.000 veces menos que nuestra Vía Láctea. Las estrellas son aproximadamente tan numerosas como en nuestra galaxia (entre 10.000 millones y 1 billón de estrellas), pero están contenidas en un volumen 1.000 veces más pequeño.
Leja explicó que si tomáramos la Vía Láctea y la comprimiéramos al tamaño de las galaxias que encontraron, la estrella más cercana estaría prácticamente en nuestro sistema solar. El agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea, a unos 26.000 años luz de distancia, estaría solo a unos 26 años luz de la Tierra y sería visible en el cielo como un pilar de luz gigante.
"Estas galaxias tempranas estarían muy densas de estrellas, estrellas que debieron haberse formado de una manera que nunca hemos visto, en condiciones que nunca esperaríamos durante un período en el que nunca esperaríamos verlas", expuso Leja. "Y por alguna razón, el universo dejó de producir objetos como estos después de solo un par de miles de millones de años. Son exclusivos del universo primitivo", asegura.
Totalmente desconcertante
"Fue totalmente inesperado encontrar estrellas viejas en un universo muy joven. Los modelos estándar de cosmología y formación de galaxias han tenido un éxito increíble, pero estos objetos luminosos no encajan cómodamente en esas teorías", subraya Wang.
"Es muy confuso", indica Leja, que a continuación explica: "Se puede hacer que esto encaje incómodamente en nuestro modelo actual del universo, pero solo si evocamos alguna formación exótica e increíblemente rápida al principio de los tiempos. Este es, sin duda, el conjunto de objetos más peculiar e interesante que he visto en mi carrera".
"Hay otra manera de lograr un gran avance, y esa es la idea correcta", propone Leja. "Tenemos todas estas piezas del rompecabezas y solo encajan si ignoramos el hecho de que algunas de ellas se están rompiendo. Este problema es susceptible de un golpe de genialidad que hasta ahora se nos ha escapado a nosotros, a todos nuestros colaboradores y a toda la comunidad científica", puntualizó. El descubrimiento fue anunciado este jueves en The Astrophysical Journal Letters.