Detectan sorprendentes señales de actividad de agujeros negros supermasivos: qué significan

Los agujeros negros supermasivos se localizan habitualmente en el núcleo de las galaxias más grandes. Cuando absorben material activamente, se convierten en fuentes extremadamente luminosas conocidas como cuásares.

Ahora, el hallazgo de 77 nuevos cuásares ocultos por polvo ha aportado a la astronomía evidencia fundamental sobre una breve y violenta etapa en la evolución galáctica.

Con este hallazgo, los astrónomos amplían la base sobre la que se investigan los procesos de formación de agujeros negros supermasivos, mejorando la comprensión de cómo interactúan con su entorno y de qué manera influyen en el desarrollo temprano del universo.

El polvo puede envolver algunos de estos cuásares, debilitando su brillo y dificultando su detección con instrumentos ópticos convencionales. Hasta ahora, existían apenas 50 cuásares de este tipo confirmados, lo que hacía difícil responder cuestiones sobre su papel en la transformación galáctica.

El papel de las fases enrojecidas en la evolución galáctica

La teoría principal sobre la evolución de las galaxias sostiene que los agujeros negros supermasivos atraviesan una fase breve pero agitada, marcada por el enrojecimiento y el oscurecimiento causados por el polvo. Esta etapa suele surgir tras la fusión de dos galaxias, cuando el gas fluye hacia el centro, promoviendo simultáneamente la formación estelar intensa y la alimentación del agujero negro central.

El polvo generado en este proceso potencia los vientos impulsados por la radiación, haciendo que estos cuásares actúen como motores de retroalimentación extrema. Debido a la fuerte absorción del polvo, el brillo de estos objetos apenas es captado por los telescopios ópticos, por lo que sus muestras eran muy limitadas hasta ahora.

Descubrimiento de cuásares ocultos por polvo cósmico

El equipo liderado por Matthew Stepney del Centro de Excelencia en Astrofísica y Tecnologías Relacionadas de Chile logró duplicar ampliamente la cantidad de cuásares intensamente enrojecidos conocidos. Para ello, emplearon datos infrarrojos y técnicas de espectrofotometría del telescopio SPHEREx de la NASA.

La investigación identificó 77 cuásares ocultos cuando el universo tenía entre 1.600 y 4.300 millones de años. Entre estos, destacan los primeros siete cuásares enrojecidos localizados con desplazamientos al rojo superiores a 3, correspondientes a los primeros 2.100 millones de años tras el Big Bang.

Esta muestra permite analizar con mayor profundidad la transición galáctica y explorar aspectos que antes no contaban con suficiente respaldo observacional. El avance llena un vacío significativo en la investigación sobre la formación y el crecimiento de los agujeros negros supermasivos.

Diferencias entre cuásares enrojecidos y otras galaxias activas

Los investigadores compararon estos nuevos cuásares con otras categorías similares. Las galaxias oscurecidas por polvo caliente se consideran algunos de los objetos más profundamente enterrados conocidos, con emisiones dominadas por polvo caliente y templado.

Por su parte, los cuásares azules son sistemas despejados, en los que el polvo circundante ya ha sido eliminado, pero conservan una estructura toroidal de polvo brillante en el infrarrojo alrededor del núcleo. Los cuásares intensamente enrojecidos detectados ocupan una posición intermedia: su oscurecimiento es mayor que el de los cuásares azules y menor que el de las galaxias oscurecidas por polvo caliente.

De manera destacada, aunque mantienen una luminosidad intrínseca alta, muestran un déficit de polvo caliente, incluso frente a los cuásares azules despejados. Esta particularidad indica que estos objetos representan una fase evolutiva distinta, tanto en composición como en brillo.

Fase explosiva y revelaciones sobre el crecimiento de los agujeros negros

Aunque la opacidad del polvo reduce el brillo aparente de estos cuásares, al corregirse ese efecto se revelan como algunos de los fenómenos más luminosos conocidos. La falta de polvo caliente puede indicar que se hallan en una “fase de explosión”, donde la retroalimentación impulsada por el agujero negro activa la dispersión del material que lo rodea.

Esta combinación de luminosidad elevada y reservas de polvo agotadas apoya el escenario en el que los cuásares intensamente enrojecidos atraviesan la etapa en que una retroalimentación poderosa comienza a limpiar las regiones centrales de sus galaxias.

En aproximadamente tres de cada cuatro de estos objetos, los astrónomos identificaron un exceso inesperado de radiación ultravioleta. Podría tratarse de luz del cuásar dispersa en los bordes del polvo, pero se considera que la formación estelar en la galaxia anfitriona también contribuye, e incluso puede ser predominante en algunos casos.

Estos resultados refuerzan la hipótesis de que la eliminación progresiva del polvo marca un punto de inflexión en la evolución tanto de las galaxias como de los agujeros negros supermasivos.

Los próximos estudios aspiran a ampliar de forma considerable el número de cuásares observados, lo que permitirá profundizar en su diversidad y en el papel que estos “monstruos ocultos” desempeñan en el desarrollo del universo temprano.