El telescopio espacial James Webb (JWST) ha abierto nuevas fronteras en la observación del universo primitivo. Desde su inicio de operaciones, una de sus primeras encuestas se centró en galaxias que existieron en los primeros tiempos del cosmos. En diciembre de 2022, las observaciones revelaron múltiples objetos que aparecieron como «pequeños puntos rojos» (LRDs, por sus siglas en inglés), lo que generó un gran interés y especulación sobre su naturaleza.
El consenso actual sugiere que estos objetos son galaxias compactas y tempranas, aunque persisten debates sobre su composición y las razones de su coloración rojiza. Existen dos principales hipótesis que intentan explicar este fenómeno. La primera, conocida como la hipótesis «solo estelar», sostiene que los LRDs son rojos porque están compuestos principalmente de estrellas y polvo, asemejándose a las «galaxias polvorientas» que se observan en la actualidad. La segunda teoría, denominada «MBH y galaxia», sugiere que los LRDs son ejemplos tempranos de núcleos galácticos activos (AGNs) que existen en el universo moderno.
Análisis de las teorías sobre los LRDs
Un reciente estudio publicado en el servidor de preprints arXiv por un equipo internacional de astrónomos ha explorado estas diferentes teorías. Dirigido por el profesor Andrés Escala de la Universidad de Chile, el equipo concluyó que los LRDs comenzaron como galaxias «solo estelares» que eventualmente dieron origen a los agujeros negros supermasivos (SMBH) que se encuentran en el centro de muchas galaxias actuales.
La investigación destaca que los LRDs presentan características que recuerdan a objetos astronómicos modernos, aunque con diferencias notables. Según la interpretación «solo estelar», se cree que los LRDs son galaxias intensamente formadoras de estrellas, con núcleos extremadamente densos. Sin embargo, las emisiones de líneas espectrales de hidrógeno sugieren dispersión de velocidad mucho más alta de lo esperado en galaxias tempranas, lo que podría implicar inestabilidad a largo plazo.
Por otro lado, la interpretación de «MBH» se apoya en la presencia de líneas de emisión de Balmer amplias, que sugieren la existencia de agujeros negros masivos en sus centros. A pesar de esto, la mayoría de los LRDs no emiten una cantidad significativa de radiación X, característica típica de los cuásares, y los agujeros negros propuestos parecen ser desproporcionadamente grandes en relación a sus galaxias anfitrionas.
Escala ha indicado que estas dos explicaciones son las más probables debido a que cuentan con evidencia sólida y son consideradas menos exóticas que otras alternativas. Destaca que, en el universo actual, la masa de un agujero negro es aproximadamente el 0.1% de la masa galáctica; sin embargo, en el caso de los LRDs, se estima que podría ser hasta el 10%, lo que representa un factor de 100 más.
El equipo de Escala comenzó con la interpretación «solo estelar», pero exploró cómo los LRDs podrían evolucionar para encajar en la interpretación «MBH y galaxia». Su teoría sugiere que ambos conceptos representan diferentes etapas evolutivas de estas galaxias tempranas, apoyándose en la misma evidencia que la interpretación de MBH.
El enfoque evolutivo propuesto implica que los LRDs, independientemente de su composición estelar, podrían ser lugares propicios para la formación de agujeros negros masivos. Esto podría tener implicaciones significativas para nuestros modelos actuales de cosmología y evolución galáctica, que se han visto desafiados por el descubrimiento reciente de estas galaxias compactas y rojizas.
El estudio de los LRDs no solo contribuye a nuestra comprensión del universo primitivo, sino que también plantea preguntas sobre la formación y evolución de estructuras cósmicas a gran escala. La investigación sigue en curso, y se espera que su publicación en The Astrophysical Journal arroje más luz sobre estos intrigantes objetos del cosmos.
