Un cuásar polvoriento muestra lo que las búsquedas del universo temprano pueden pasar por alto

Cuando se busca luz procedente de los primeros mil millones de años del universo, el polvo cósmico puede funcionar como un velo selectivo: deja pasar unas longitudes de onda y atenúa otras. Un equipo de astrónomos combinó observaciones del telescopio espacial James Webb y del radiotelescopio ALMA para estudiar ese efecto en J1440+0019, un cuásar observado a una distancia correspondiente a cuando el universo tenía alrededor de 830 millones de años.

Un cuásar es la región extremadamente brillante que rodea a un agujero negro supermasivo mientras este atrae materia. El gas que cae se calienta y emite mucha energía; por eso estos objetos pueden verse desde muy lejos. Pero no todos se detectan con la misma facilidad. Muchas búsquedas de cuásares del universo temprano se han basado en la luz ultravioleta que llega de su núcleo. Si hay polvo entre esa fuente y nosotros, esa luz se debilita y el objeto puede quedar fuera de los criterios de selección.

El nuevo estudio, disponible como preprint y todavía sin revisión por pares, examinó J1440+0019 con dos instrumentos que observan partes diferentes de la radiación. El espectrógrafo NIRSpec de Webb descompuso la luz infrarroja cercana del cuásar, mientras que ALMA midió señales en longitudes de onda milimétricas procedentes de gas y polvo fríos en la galaxia anfitriona. Juntas, esas observaciones permiten separar mejor la actividad del agujero negro de las propiedades de la galaxia que lo rodea.

Los autores concluyen que se trata de un cuásar moderadamente enrojecido por polvo: las partículas no lo ocultan por completo, pero cambian y debilitan parte de la luz que habría servido para identificarlo en ultravioleta. A partir de las líneas espectrales y del brillo corregido por esa atenuación, estiman que el agujero negro tiene una masa cercana a mil millones de veces la del Sol y está acumulando materia a un ritmo elevado.

ALMA, por su parte, detectó una galaxia anfitriona muy luminosa en la emisión de carbono ionizado y con una gran cantidad de polvo. Esa combinación no demuestra que todos los cuásares tempranos sean así ni permite calcular cuántos permanecen ocultos. Es el retrato detallado de un solo sistema, y varias cantidades —como la masa de polvo— dependen de modelos sobre su temperatura y de otros supuestos físicos.

El valor del caso está en mostrar por qué mirar el mismo objeto con distintos tipos de luz cambia lo que se puede aprender. El infrarrojo ayuda a atravesar parte del oscurecimiento que afecta a las búsquedas ópticas y ultravioletas, mientras que las ondas milimétricas revelan el material frío de la galaxia. Con futuros relevamientos infrarrojos de áreas más extensas, comparaciones como esta podrán indicar si J1440+0019 es una excepción llamativa o una pista de una población de cuásares jóvenes que las estrategias habituales detectan con dificultad.