James Webb observa, por primera vez, cómo un agujero negro 'mata' a su propia galaxia

«Resulta particularmente sorprendente -explica Carnall- lo rápido que, después del Big Bang, esta galaxia cesó en su formación estelar. En el universo local, la mayoría de las galaxias masivas han dejado de fabricar nuevas estrellas en lo que creemos que es un proceso lento que dura miles de millones de años. Pero cuando regresas al principio, no hay tiempo suficiente para que ocurra ese proceso lento de extinción, y siempre se pensó que no encontraríamos este tipo de cosas».

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GS-9209 fue observada por primera vez a principios de la década de 2000. Y durante los últimos cinco años distintos estudios ya apuntaban a que, a pesar de su enorme distancia, esta galaxia ya estaba 'muerta'. Sin embargo, hasta ahora no ha sido posible estudiarla en las longitudes de onda infrarrojas necesarias para medir con exactitud su distancia, cosa que sí ha podido hacerse ahora con el telescopio espacial James Webb, especialmente diseñado para observar, con sus sensores infrarrojos de gran sensibilidad, los primeros capítulos de la historia del Universo.

De esta forma, el estudio de GS-9209 con el nuevo telescopio reveló que esa remota galaxia cobró vida 600 millones de años después del Big Bang con un enorme 'estallido' de formación estelar. Durante 200 millones de años, poco tiempo en las magnitudes cósmicas, la galaxia generó suficientes estrellas calientes para igualar el valor actual de masas solares de la Vía Láctea. Pero luego, misteriosa y abruptamente, la antigua galaxia se 'apagó'.

Según explican los investigadores, el 'frenesí' inicial de actividad se debió al rápido colapso de la gran nube de gas que dio lugar a la galaxia, junto a las turbulentas condiciones del Universo primitivo. Ambos factores se combinaron para hacer que las estrellas se fueran encendiendo a un ritmo mucho más rápido y eficiente de cómo lo hacen en la actualidad.

«Por lo general -prosigue Carnall-, las galaxias que vemos hoy en día han tenido acceso a una cantidad de gas cinco veces mayor del que usaron para formar estrellas. Nuestros resultados, junto a algunos otros, están comenzando a decirnos que esa proporción fue un poco más alta en el Universo primitivo. La imagen emergente es que en los corrimientos al rojo más altos [los más atrás en el tiempo] las galaxias son capaces de convertir más gas disponible en estrellas».

En su estudio, Carnall y sus colegas explican que, tras ese estallido inicial, el agujero negro supermasivo central de GS-9209 'cerró' bruscamente la actividad de la galaxia. Probablemente, el agujero negro creció lo suficiente como para convertirse en un cuásar, un agujero negro gigante rodeado de una gran cantidad de la materia que va a devorar, que se calienta y excita lo suficiente como para emitir ráfagas de luz miles de millones de veces más luminosas que las estrellas más brillantes.

«Si tienes un agujero negro masivo y hay cosas cayendo en él -afirma Carnall-, eso lleva a que se irradie mucha energía. Este es básicamente el único proceso que creemos que es capaz de inyectar, en un corto espacio de tiempo, suficiente energía en el gas de la galaxia para calentarlo de manera que no colapse para formar más estrellas, o incluso para limpiar completamente la galaxia de gas 'formador' de estrellas».

Ahora, y tras haber obtenido estos resultados, el equipo de investigadores planea seguir estudiando GS-9209 con el Telescopio Extremadamente Grande (ELT) del Observatorio Europeo Austral, que está programado para realizar sus primeras observaciones en 2028.