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, y los resultados aportan nuevas pistas sobre cómo podrían evolucionar las galaxias y sus agujeros negros supermasivos centrales. El estudio se publica hoy en la revista Astronomy & Astrophysics.

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. Esto ocurre durante una fase activa, conocida como 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 publica 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”, explica Ramos Almeida. “La sorpresa fue que cuando vimos por primera vez 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”, añade.

Una de las diferencias que saltan 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”, señala 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”, aclara. 

“Este no es el caso de otras muestras de AGN de tipo 2 menos brillantes observadas con JWST, donde los silicatos aparecen en absorción”, apunta Ramos Almeida y añade: “Pensamos 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, permitiéndonos 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, pero lo mejor está aún por llegar”, concluye Ramos Almeida.

Este estudio es parte del proyecto QSOFEED, cuyo objetivo es comprender cómo afectan los agujeros negros supermasivos a las galaxias que los albergan.

Artículo: Ramos Almeida et al. “JWST MIRI reveals the diversity of nuclear mid-infrared spectra of nearby type-2 quasars”. A&A 2025. DOI: https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202453549

Contacto en el IAC:
Cristina Ramos Almeida, cra [at] iac.es (cra[at]iac[dot]es)