La lejana galaxia GN-z11 podría deber gran parte de su asombrosa luz a estrellas masivas en lugar de a su agujero negro central.
GN-z11 se observa tal como existía cuando el universo aún era muy joven. Su luz viajó durante más de 13.000 millones de años antes de llegar hasta nosotros. A pesar de esta distancia, la galaxia aparece notablemente luminosa y compacta, lo que lleva a los astrónomos a buscar la fuente de esta energía.
Campo profundo observado por James Webb que contiene GN-z11.
Fuente: NASA / ESA / CSA / STScI
El telescopio espacial James Webb permite descomponer su luz según sus diferentes longitudes de onda. Este espectro actúa como una huella: ciertas formas revelan la presencia de estrellas calientes, gas o materia calentada alrededor de un agujero negro. Los investigadores compararon varios modelos capaces de reproducir estas señales.
Se enfrentaban dos explicaciones principales. La primera atribuye gran parte de la luz ultravioleta a un núcleo galáctico activo, alimentado por materia que cae hacia un agujero negro. La segunda implica una población de estrellas jóvenes muy masivas y muy calientes.
Los nuevos ajustes favorecen claramente el escenario dominado por las estrellas. Una señal particular del nitrógeno, llamada perfil de P Cygni, tiene un gran peso en este resultado. Este tipo de forma espectral aparece cuando vientos rápidos procedentes de estrellas masivas absorben y emiten luz.
El nitrógeno plantea precisamente otro enigma. GN-z11 presenta emisiones que se habían interpretado como una abundancia inusualmente elevada de este elemento en toda la galaxia. Las nuevas mediciones permiten otra interpretación: el nitrógeno podría estar localizado principalmente en regiones de gas muy denso alrededor de ciertas estrellas.
Los investigadores proponen en particular la intervención de estrellas masivas de tipo Wolf-Rayet ricas en nitrógeno. Sus vientos pueden enriquecer localmente el gas circundante. Estrellas vecinas muy calientes proporcionarían después suficiente radiación para hacer brillar este gas y producir las líneas observadas por James Webb.
Esta explicación no significa que GN-z11 carezca de un agujero negro especialmente activo. Trabajos anteriores encontraron indicios a favor de un agujero negro en crecimiento. El nuevo estudio busca más bien determinar qué fuente domina ciertas propiedades ultravioleta de la galaxia, y los modelos estelares reproducen mejor los datos analizados.
Los autores han enviado sus resultados a Astrophysical Journal. Ahora serán necesarias otras observaciones espectroscópicas para separar con mayor precisión las distintas regiones de GN-z11. Estas permitirán comprobar si su nitrógeno inusual procede realmente de bolsas de gas enriquecidas localmente por estrellas masivas.