El Telescopi Espacial James Webb (JWST) està suposant, des de l’inici de les seves operacions el juliol del 2022, una veritable revolució per l’astronomia i l’astrofísica. La seva situació única, en òrbita al voltant del Sol en el punt de Lagrange L2, la seva capacitat per captar objectes molt febles gràcies al mirall de 6 metres, i la sensibilitat dels seus instruments, especialment dissenyats per explorar l’infraroig i el mitjà-infraroig, han obert noves finestres a l’observació de l’Univers, i en particular del més llunyà. Aquestes observacions molt profundes han permès per exemple batre tots els rècords de distància d’observació d’una galàxia com ja ho vaig explicar en aquest article https://www.altaveu.com/opinio/miracle-telescopi-espacial-james-webb_67281_102.html sobre el miracle del Webb.

L’existència de galàxies força evolucionades poc menys de 300 milions d’anys després del Big Bang ja obre moltes interrogants i qüestiona els models de consens que fins ara creiem els correctes per explicar com es van formar les grans estructures del nostre Univers. Però el Webb ha anat fins i tot més enllà, descobrint una nova classe d’objectes que van existir en la joventut del Cosmos, però que avui en dia ja no semblen existir. Es tracta del que s’han anomenat els petits punts vermells, Little Red Dots (LRDs) en anglès. El seu descobriment es va anunciar el març del 2024,i des d’aleshores se n’han descobert gairebé 400. Sembla un petit nombre, però vist la mínima part del cel que s’ha observat a la profunditat necessària, prop dels límits del que el JWST és capaç, són molts.

Els LRDs sembla que van existir entre 600 milions i 1.600 milions d’anys després del Big Bang, però van desaparèixer després. Tenen tots característiques molt similars: són compactes, d’aparença circular, amb un espectre infraroig relativament pla i mostren poca variabilitat. Aquestes característiques són en part similars a les dels nuclis de galàxia actius (AGNs), un tipus de galàxia on el forat negre supermassiu que es troba en el centre entra en una fase d’activitat intensa per la interacció amb el gas que es troba al seu voltant. L’energia, sota forma de llum, que emet aquest forat negre central, domina la de la resta de la galàxia, fent que només sigui aparent aquesta regió central, d’aparença circular i compacte com el LRDs. Però a diferència del LRDs, els AGNs mostren una gran variabilitat de lluminositat, a causa de les variacions del gas que el forat negre supermassiu va xuclant. També emeten molta energia sota forma de raigs-X cosa que no fan els LRDs.

Si no són AGNs, que són exactament els LRDs? La pregunta, ara mateix, resta sense una resposta clara tot i que hi ha diverses teories que comencen a emergir com a possibles explicacions. Una de les que sembla que explica moltes de les característiques dels LRDs és que es tractarien de superestrelles formades a partir del col·lapse gravitacional de núvols d’hidrogen primordial de la talla dels cúmuls globulars que observem avui en les nostres galàxies. Si en l’Univers més evolucionat, els núvols d’hidrogen dels cúmuls globulars formen centenars de milers o milions d’estels, en la joventut del Cosmos, sense elements pesants que fraccionen el núvol, es podrien haver format només 1, 2 o 3 estels de dimensions fora de tot el que observem avui en dia, milers de vegades més grans que el nostre Sol. Aquests estels tindrien una durada de vida molt curta, menys de 1.000 milions d’anys, i emetrien enormes quantitats d’energia que ionitzarien tot el seu entorn, és a dir el gas que no hauria acabat de col·lapsar. Un cop les reaccions de fusió nuclear acabades aquests superestels explotarien i el seu nucli esdevindria un forat negre molt massiu, llavor dels forats negres supermassius que veiem en els AGNs. Un cop acabada la fase AGNs, els forats negres supermassius esdevindrien els que observem al centre de gairebé totes les galàxies amb una activitat molt més moderada o pràcticament nul·la.

Una altra explicació és molt més atrevida i trencadora. Recupera una teoria desenvolupada a principis dels 2000 per la professora Priya Natarajan i els seus col·laboradors a la Universitat de Yale, en la qual s’exposava que donades les bones circumstàncies, un núvol d’hidrogen massiu podria col·lapsar directament en un forat negre supermassiu sense passar per la fase d’estel. En aquella teoria, ja s’exposava que seria necessari núvols d’hidrogen de la talla de cúmuls globulars, sense contaminació d’elements pesants que afavoreixen la fragmentació i també suprimeixen els efectes de refredament i turbulència. El gas col·lapsa sota la força de la seva pròpia gravetat fins a arribar al centre a una temperatura i una densitat tan crítiques que provoquen una inestabilitat relativística que permet formar un forat negre d’entre 100.000 i 1.000.000 vegades la massa del Sol. La resta del gas, al voltant del forat negre supermassiu novament format, començaria a ser xuclat amb avidesa, desprenen molta energia sota forma de llum que seria el que observem en els LRDs. Un cop el gas totalment engolit, els LRDs deixarien de ser lluminosos, i per això desapareixerien de les observacions. No es tornarien a reactivar fins que aquests gegants es comencin a fusionar i tornin a aparèixer sota forma d’AGNs o al centre de galàxies per exemple.

Evidentment, encara hi ha molta feina per fer per poder validar una teoria o l'altra, o bé que en sorgeixin d’altres, combinacions de les dues o amb conceptes innovadors. Però diversos equips ja han començat a fer simulacions hidrodinàmiques d’alta-resolució per veure si, els LRDs podrien explicar el que observem avui en dia al centre de les galàxies i en serien les seves llavors. Els primers resultats són optimistes, i sí que podríem començar a pensar que hem descobert una de les baules, desconegudes fins fa poc, de la formació dels forats negres supermassius i de les galàxies.

Els Petits Punts Vermells tenen el potencial per canviar-ho tot. Amb els poc menys de 400 actuals, encara tenim una mostra molt petita, però tot fa pensar que a mesura que el JWST faci observacions anirà creixent i tindrem més elements per entendre el que són. Però també no tinc dubte que obriran noves interrogants i ens obligaran a replantejar molts dels nostres coneixements i de les teories que fins ara eren de consens entre la comunitat científica. S’haurà de seguir tot plegat amb molta atenció en els anys vinents.