Datos infrarrojos tomados del telescopio James Webb revelan una "inesperada" diversidad en cuásares oscurecidos

Un equipo internacional liderado por Cristina Ramos Almeida, investigadora del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha utilizado el Telescopio Espacial James Webb (JWST) para observar cinco cuásares ocultos por el polvo, aportando nuevas pistas sobre cómo podrían evolucionar las galaxias y sus agujeros negros supermasivos centrales. Así, se ha revelado una "inesperada" diversidad en cuásares oscurecidos.

Recuerda el IAC que la energía liberada por los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias es un ingrediente fundamental para mantener bajo control la formación de nuevas estrellas y con ello el crecimiento de las galaxias. Ocurre durante una fase activa, el núcleo activo de galaxia (AGN, por sus siglas en inglés), en la que el agujero negro consume material de la galaxia anfitriona a un ritmo elevado.

Los cuásares de tipo 2 (QSO2) son AGN muy energéticos cuyo agujero negro supermasivo se encuentra oscurecido por una importante cantidad de polvo y gas. A partir de espectros en el infrarrojo medio de cinco QSO2 cercanos observados con el instrumento MIRI del JWST, un equipo internacional liderado por la investigadora del IAC Cristina Ramos Almeida ha publicado hoy un artículo en la revista Astronomy & Astrophysics.

"Los cinco QSO2 que observamos con JWST fueron seleccionados en el óptico y en ese rango sus características espectrales son prácticamente idénticas, típicas de AGN oscurecidos por polvo", ha explicado Ramos Almeida, que ha resaltado que, sin embargo, la "sorpresa" llegó cuando aprecieron por primera vez que sus espectros nucleares en el infrarrojo medio todos eran diferentes.

"Las gafas infrarrojas del JWST nos han revelado una inesperada e interesante diversidad de características espectrales", ha añadido.

DETALLES DE LA INVESTIGACIÓN
De este modo, una de las diferencias que salta a la vista al mirar los espectros son las bandas de silicatos. Estas bandas son comunes en los espectros infrarrojos de AGN, y se utilizan para caracterizar la distribución y composición del polvo. Los AGN de tipo 2 suelen mostrar bandas de silicatos en absorción, que indican que hay grandes cantidades de polvo entre nosotros y el agujero negro supermasivo, mientras que los AGN de tipo 1 suelen mostrar bandas de silicatos en emisión, producidas por el polvo más caliente y cercano al AGN.

"Esperábamos ver bandas de silicatos en absorción en todos los QSO2 con JWST, pero dos de ellos muestran silicatos en emisión", ha señalado Ismael García Bernete, investigador del Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA, y coautor del artículo.

"Creemos que esto se debe a la alta resolución angular de JWST, que nos ha permitido ver por primera vez la región nuclear de estos QSO2, libre del polvo más frío de la galaxia anfitriona", ha apuntado. "Este no es el caso de otras muestras de AGN de tipo 2 menos brillantes observadas con JWST, donde los silicatos aparecen en absorción", ha añadido.

Los científicos creen que esto se debe a que la energía y los vientos que producen los cuásares están evacuando de manera más eficiente el gas y el polvo de la región nuclear, permitiéndoles ver polvo "más caliente" en aquellos que se encuentran en una etapa evolutiva más avanzada.

Los espectros infrarrojos de los QSO2 incluyen decenas de líneas y bandas de emisión, que también revelan una gran diversidad de continuos ionizantes y tasas de formación estelar nucleares. "Estos fantásticos espectros del JWST nos han permitido empezar a explorar el papel que juegan diversas propiedades de los AGN y las galaxias en algunas de las diferencias que encontramos", ha concluido Ramos Almeida.