Astrónomos del Observatorio Austral Europeo (ESO) han descubierto seis galaxias alrededor de un agujero negro supermasivo en una época en la que el universo tenía menos de mil millones de años. Es la primera vez que se ha podido observar un agrupamiento semejante tan cerca del Big Bang, lo que ayuda a entender mejor cómo se forman los agujeros negros y por qué crecen rápidamente hasta alcanzar tamaños enormes.

Foto: Representación artística de la red del agujero negro supermasivo. (ESO/L. Calçada)
Representación artística de la red del agujero negro supermasivo

“Esta investigación fue impulsada, principalmente, por el deseo de entender uno de los objetos astronómicos más desafiantes: los agujeros negros supermasivos en el universo primitivo. Son sistemas extremos y, hasta la fecha, no habíamos logrado una forma convincente de explicar su existencia”, afirma Marco Mignoli, astrónomo del Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) en Bolonia (Italia) y autor principal de la nueva investigación publicada hoy en Astronomy & Astrophysics Letters.

Junto a él, científicos de Italia, Estados Unidos y España han revelado una red cósmica de gas que se extiende a más de 300 veces el tamaño de la Vía Láctea. “Los filamentos de esta red cósmica son como los hilos de una tela de araña. Las galaxias permanecen y crecen donde los filamentos se cruzan, y las corrientes de gas, disponibles para alimentar tanto a las galaxias como al agujero negro supermasivo central, pueden fluir a lo largo de los filamentos”.

La luz de esta gran estructura ha viajado hasta el Very Large Telescope (VLT) de la ESO desde una época en la que el universo tenía sólo 900 millones de años. “Nuestro trabajo ha colocado una pieza importante en el rompecabezas, en gran parte incompleto, de la formación y el rápido crecimiento tras el Big Bang de objetos tan extremos, aunque relativamente abundantes”, afirma el coautor Roberto Gilli, también astrónomo del INAF de Bolonia.

Tal y como demuestra este hallazgo, los agujeros negros deben de crecer muy rápido para alcanzar masas de mil millones de soles en sus primeros 900 millones de años de vida, pero hasta ahora los astrónomos han tenido dificultades para explicar cómo podrían haber dispuesto de cantidades suficientemente grandes de ‘combustible’ para permitir que crecieran a tamaños tan enormes en tan poco tiempo. La estructura recién encontrada ofrece una posible explicación: esta ‘tela de araña’ y las galaxias que hay en su interior contienen suficiente gas como para proporcionar el combustible que el agujero negro central necesita para convertirse rápidamente en un gigante supermasivo.

La punta del iceberg

Pero, ¿cómo se formaron antes estas estructuras tan grandes? La clave está en los halos gigantes de la misteriosa materia oscura. Se cree que, en el universo primitivo, estas grandes regiones de materia invisible atraían enormes cantidades de gas. Juntos, el gas y la materia oscura invisible formaron estas estructuras similares a redes donde las galaxias y los agujeros negros pueden evolucionar. “Nuestro hallazgo apoya la idea de que los agujeros negros más distantes y masivos se forman y crecen dentro de enormes halos de materia oscura en estructuras a gran escala, y que la ausencia de detecciones anteriores de tales estructuras probablemente se debió a limitaciones observacionales”, ahonda Colin Normal, científico de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore y también coautor del proyecto.

Aun así, las galaxias detectadas son algunas de las más débiles que pueden observar los telescopios actuales. “Creemos que acabamos de ver la punta del iceberg y que las pocas galaxias descubiertas hasta ahora alrededor de este agujero negro supermasivo son sólo las más brillantes”, destaca Barbara Balmaverde, astrónoma del INAF en Turín (Italia).

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