Utilizando Webb, el equipo también halló indicios de elementos químicos ionizados que normalmente se observan cerca de agujeros negros supermasivos en curso de crecimiento. Además, descubrieron un viento muy poderoso que es expulsado por la galaxia. Estos vientos de alta velocidad suelen ser impulsados por procesos asociados al acrecentamiento vigoroso de los agujeros negros supermasivos.

“La cámara de infrarrojo cercano (NIRCam, por sus siglas en inglés) de Webb ha revelado un componente extendido, que delinea a la galaxia anfitriona, y una fuente central y compacta cuyos colores son consistentes con los de un disco de acrecimiento alrededor de un agujero negro”, dijo la investigadora Hannah Übler, también del Laboratorio Cavendish y el Instituto Kavli.

En conjunto, esta evidencia muestra que GN-z11 alberga un agujero negro supermasivo de dos millones de masas solares, en una fase muy activa de consumo de materia, razón por la cual es tan luminoso.

Un segundo equipo, también dirigido por Maiolino, utilizó el espectrógrafo del infrarrojo cercano (NIRSpec, por sus siglas en inglés) de Webb para hallar una masa gaseosa de helio en el halo que rodea a GN-z11.

Esta gráfica dividida en dos partes muestra evidencia de una masa gaseosa de helio en el halo que rodea a la galaxia GN-z11. Imagen: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI).

“El hecho de que no veamos nada más allá del helio sugiere que esta masa debe ser relativamente impoluta”, dijo Maiolino. “Esto es algo que se esperaba por la teoría y las simulaciones desarrolladas en las cercanías de galaxias particularmente masivas de estas épocas: que debería haber bolsas de gas impoluto que sobreviven en el halo, y que estas pueden colapsar y formar cúmulos de estrellas de la población III”.

Encontrar las estrellas nunca antes vistas de la población III —la primera generación de estrellas formadas casi en su totalidad a partir de hidrógeno y helio— es uno de los objetivos más importantes de la astrofísica moderna. Se prevé que estas estrellas sean muy masivas, muy luminosas y muy calientes. Se espera que su huella sea la presencia de helio ionizado y la ausencia de elementos químicos más pesados que el helio.

La formación de las primeras estrellas y galaxias marca un cambio fundamental en la historia cósmica, durante el cual el universo evolucionó de un estado oscuro y relativamente simple al entorno altamente estructurado y complejo que vemos en la actualidad.