Pequeño punto rojo (objeto astronómico)

Los pequeños puntos rojos ( LRD ) son una clase de objetos astronómicos pequeños de color rojo descubiertos por el Telescopio Espacial James Webb (JWST). ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} Su descubrimiento se anunció en marzo de 2024, y se comprenden poco debido a la limitada recopilación de datos. ^{[ 5 ]} Parecen haber existido entre 0,6 y 1,6 mil millones de años después del Big Bang (hace entre 13,2 y 12,2 mil millones de años), y la mayoría se encontraron alrededor de 600 millones de años después del Big Bang. ^{[ 2 ] [ 6 ]} Hasta 2025, se habían identificado 341 LRD con el JWST. ^{[ 7 ]}

La teoría predominante actual es que las LRD son una forma de galaxia primordial ^{[ 8 ]} , y los informes originales las identificaron como un tipo de núcleo galáctico activo (AGN) temprano que contiene un agujero negro supermasivo . Sin embargo, si bien esto explica su edad y apariencia, no poseen las mismas características que los AGN conocidos. Por ejemplo, no parecen emitir rayos X , tienen un espectro infrarrojo plano en lugar de uno que aumenta abruptamente y muestran muy poca variabilidad entre sí ^{[ 9 ] .}

En julio de 2025 se propuso que las LRD eran en realidad estrellas primordiales supermasivas no metálicas —también conocidas como estrellas de población III— de quizás un millón de masas solares , observadas en los últimos miles de años de sus vidas. ^{[ 8 ]} El modelado teórico de tales estrellas parecía coincidir estrechamente con las características del espectro y la luminosidad de las LRD, incluyendo la presencia de una " línea de emisión Hβ fuerte y ancha junto con otras líneas de Balmer en absorción", y en particular la fotosfera de una estrella de este tipo causaría la ruptura de Balmer en forma de V observada en las LRD. ^{[ 8 ]} Los autores también plantearon la hipótesis de que tales estrellas eran progenitoras de agujeros negros supermasivos , lo que también explicaría el desarrollo temprano de estos últimos objetos. ^{[ 8 ]}

Otras teorías son que son cuasiestrellas ^{[ 10 ]} u objetos similares, que consisten en un agujero negro rodeado por una envoltura gaseosa. ^{[ 11 ]}

Las LRD se seleccionaron inicialmente mediante métodos fotométricos porque son azules en el ultravioleta y rojas en el espectro óptico . ^{[ 5 ]} Se encontró que el 80% tenía líneas de emisión de Balmer muy anchas , lo que sugiere que son núcleos galácticos activos (AGN) y albergan agujeros negros supermasivos en sus centros. ^{[ 12 ]} Los núcleos galácticos activos se definen como pequeñas regiones en los centros de las galaxias que emiten grandes cantidades de energía en forma de chorros y vientos brillantes. ^{[ 13 ] [ 14 ]} Los científicos estudian las propiedades de los AGN para comprender mejor la formación de agujeros negros supermasivos y cómo contribuyen a la estructura y dinámica de las LRD. ^{[ 5 ]} Una propiedad de las LRD explicada por la teoría AGN es el color rojo de las propias galaxias. Los astrofísicos han determinado que el color distintivo puede atribuirse a las enormes cantidades de gas, polvo y energía electromagnética que rodean al AGN y al agujero negro supermasivo. ^{[ 15 ]} Esta región también se conoce como disco de acreción.

El gas en los LRD gira extremadamente rápido. ^{[ 2 ]} Los científicos argumentan que el gas es acelerado a estas velocidades extremas por agujeros negros supermasivos en rotación . ^{[ 2 ]} Un equipo que utilizó el Telescopio Webb se centró en los LRD en el 'Red Unknowns: Bright Infrared Extragalactic Survey', ^{[ 16 ]} observando órbitas de gas rápidas de aproximadamente 900  km/s, un fuerte indicador de acreción de agujeros negros. ^{[ 6 ]}

Por otro lado, las LRD también exhiben propiedades difíciles de explicar dentro del escenario AGN. Por ejemplo, tienen un espectro infrarrojo plano [ ^{17 ]} y se ha detectado poca emisión de rayos X ^{[ 18 ] [ 19 ] . Las LRD también muestran una variabilidad temporal muy débil, mientras que en las} observaciones de AGN se observa con frecuencia una alta variabilidad ^{[ 20 ] .}

Se han propuesto varios modelos para explicar las propiedades observadas de los LRD. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]} La forma del espectro ultravioleta puede explicarse por la luz dispersa del AGN ^{[ 21 ] [ 22 ]} o por la ley de extinción del polvo gris . ^{[ 23 ]} Se puede modelar un ajuste de distribución de energía espectral (SED) para muchos LRD de cúmulos estelares OB dentro de regiones densas de polvo, con luz integrada oscurecida al nivel del 90-95%. ^{[ 24 ]}

Las investigaciones han demostrado que las LRD no suelen existir a bajos corrimientos al rojo . Una posible razón para esta observación es el "crecimiento de adentro hacia afuera". Cuando una galaxia evoluciona y se expande desde su núcleo a bajos corrimientos al rojo, se deposita una cantidad decreciente de gas cerca del agujero negro en acreción. Por lo tanto, el agujero negro se desprende de sus capas de gas exteriores, se vuelve más azul y deja de clasificarse como una LRD. ^{[ 6 ]}

La mayoría son extremadamente compactas, con un promedio de alrededor del 2% del radio de la Vía Láctea . ^{[ 4 ]} Un LRD típico tiene un radio no mayor a 500 años luz, aunque muchos tienen radios menores a 150 años luz. ^{[ 25 ]}

De una muestra de 99 LRD analizadas morfológicamente , 69 eran predominantemente compactas sin componentes extendidas, mientras que las otras 30 presentaban morfologías más complejas. De estas galaxias complejas, el 50% mostró múltiples componentes asociados, y el resto mostró estructuras altamente asimétricas, con indicios de una naturaleza compuesta. Se plantea la hipótesis a partir de este análisis de que las LRD pueden ser producto de interacciones y fusiones de galaxias, con evidencia potencial que sugiere etapas tempranas de crecimiento de galaxias y agujeros negros . ^{[ 26 ]} Estos supuestos agujeros negros jóvenes se encuentran entre los más pequeños registrados, con 10 ⁵ - 10 ⁷ masas solares. ^{[ 27 ]}

Se descubrieron posibles análogos locales de LRD en una muestra de galaxias Green Pea (GP). ^{[ 28 ]} Estas son Green Peas (BLGP) que albergan AGN de ​​líneas anchas con una SED UV -óptica en forma de V en el sistema de referencia en reposo. Se identificaron siete BLGP en forma de V de una muestra de 2190. Estas BLGP en forma de V albergan agujeros negros supermasivos . ^{[ 28 ]}

RUBIES, el "Red Unknowns: Bright Infrared Extragalactic Survey", es un programa del JWST dirigido por Anna de Graaff y Gabriel Brammer que observó ~300 "fuentes muy rojas" en los campos Ultra Deep Survey (UDS) y Extended Groth Strip (EGS). ^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]} La investigación realizada en asociación con el programa RUBIES ha encontrado que las fuentes de un grupo seleccionado (2 < z < 5) tienen una mayoría de galaxias masivas quiescentes , lo que es 10 veces el valor estimado original. ^{[ 32 ]} El programa también ha encontrado que los LRD observados tienen niveles mucho más bajos de gas caliente y frío de lo que sugerirían los modelos, lo que apunta en contra de las posibilidades de AGN o galaxias formadoras de estrellas, aunque esto todavía está en debate. ^{[ 33 ]}

El estudio "Una nueva muestra de pequeños puntos rojos a z<0,45 en DESI DR1: líneas de Balmer anchas, espectro de baja ionización y sin variabilidad" describe 8 LRD dentro del universo local. Utilizando DESI , se encuentran candidatos a corrimientos al rojo z <0,45 que muestran "características espectrales similares a las de los LRD de alto corrimiento al rojo en el rango óptico del sistema de referencia propio". ^{[ 40 ]}

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• Contenido multimedia relacionado con las galaxias de pequeños puntos rojos en Wikimedia Commons.