El telescopio espacial James Webb detectó un objeto tan extraño que los astrónomos proponen incorporarlo a una nueva categoría cósmica: una “estrella agujero negro”. Bautizado como MoM-BH*-1, el cuerpo se encuentra en el universo primitivo y podría explicar el origen de los misteriosos “pequeños puntos rojos” observados en numerosas imágenes del espacio profundo.
El hallazgo fue presentado en un estudio publicado en la revista científica Nature. La luz analizada por los investigadores salió del objeto cuando habían transcurrido aproximadamente 660 millones de años desde el Big Bang, durante una etapa conocida como el amanecer cósmico. Su corrimiento al rojo espectroscópico fue calculado en 7,7569, una medida que confirma su enorme distancia y antigüedad.
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Sin embargo, la expresión “estrella agujero negro” no significa que los científicos hayan encontrado una estrella convencional convertida parcialmente en agujero negro. Se trata de una denominación propuesta para describir un posible agujero negro en crecimiento, rodeado por una envoltura extremadamente densa de hidrógeno que le otorga una apariencia similar a la de una estrella gigantesca.
Qué es MoM-BH*-1, la primera “estrella agujero negro” detectada
A simple vista, MoM-BH*-1 aparece como un pequeño punto rojo y brillante. Los modelos desarrollados por el equipo sugieren que podría contener un agujero negro central envuelto en una nube de gas con dimensiones comparables a las del sistema solar. Ese capullo funcionaría como una especie de pseudoatmósfera estelar, mientras que el agujero negro ocuparía el lugar de la fuente de energía central.
La diferencia fundamental está en el mecanismo que produce su luminosidad. Las estrellas comunes generan energía mediante la fusión nuclear de elementos en sus núcleos. El nuevo objeto, en cambio, emitiría alrededor de 100.000 millones de veces más energía de la que cualquier estrella conocida podría producir físicamente, según explicó el Instituto Tecnológico de Massachusetts.
Una potencia de esa magnitud apunta hacia un proceso distinto: la acreción de materia alrededor de un agujero negro. Cuando el gas cae hacia uno de estos objetos, se calienta hasta temperaturas extremas y libera enormes cantidades de radiación antes de atravesar el horizonte de sucesos. Para los investigadores, este mecanismo es la explicación más compatible con el extraordinario brillo registrado por el James Webb.
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El equipo encabezado por Rohan Naidu, investigador del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT, sostiene que el núcleo podría albergar un agujero negro de unas 100.000 masas solares, de acuerdo con los modelos divulgados por la institución. No obstante, la estimación de la masa todavía depende del modelo utilizado: el propio estudio advierte que los métodos convencionales podrían sobrestimar por varios órdenes de magnitud la masa de estos objetos.
El rastro de hidrógeno que reveló su verdadera naturaleza
La principal pista surgió al estudiar el espectro de la luz con NIRSpec, uno de los instrumentos del telescopio James Webb. Los astrónomos observaron que la emisión desaparecía bruscamente por debajo de determinadas longitudes de onda. Este fenómeno, conocido como salto de Balmer, está relacionado con la manera en que los átomos de hidrógeno absorben la radiación.
En MoM-BH*-1, el salto de Balmer alcanzó una intensidad de aproximadamente 7,7, muy por encima del límite esperado para una población normal de estrellas. La disminución de la luz fue superior a un factor de 20 entre determinadas bandas del espectro. El resultado llevó a los autores a descartar que la radiación observada procediera exclusivamente de una población estelar.
Las líneas de hidrógeno Hβ y Hγ presentaron, además, profundas señales de absorción. Para reproducirlas, los científicos necesitaron modelos con un gas de enorme densidad y turbulencias que podrían alcanzar los 500 kilómetros por segundo. El objeto también mostró una emisión Hβ extremadamente ancha, comparable con la de algunos cuásares luminosos del universo temprano, otra señal compatible con la presencia de un agujero negro supermasivo activo.
El color rojo no sería provocado por polvo cósmico
Hasta ahora, una de las explicaciones más utilizadas para interpretar los objetos rojos del espacio profundo era la presencia de polvo cósmico. Este material absorbe y dispersa con mayor facilidad la luz azul, provocando que las fuentes situadas detrás de él adquieran una tonalidad rojiza, de manera semejante a lo que ocurre con el humo en la atmósfera terrestre.
El análisis de MoM-BH*-1 ofrece una posibilidad diferente. En este caso, el color rojo no estaría dominado por polvo, sino por una envoltura de gas de hidrógeno extremadamente densa que bloquea la radiación de longitudes de onda más cortas. Los modelos consiguieron reproducir las principales propiedades del objeto utilizando una cantidad mínima de polvo.
Esta diferencia resulta crucial. Si otros pequeños puntos rojos también están enrojecidos por gas y no por polvo, los cálculos realizados hasta ahora sobre sus masas podrían ser excesivos. En otras palabras, algunos objetos interpretados como galaxias tempranas extraordinariamente grandes podrían ser fuentes mucho más compactas dominadas por agujeros negros jóvenes.
Los “pequeños puntos rojos”, uno de los grandes misterios del James Webb
Desde el inicio de sus operaciones científicas en 2022, el telescopio James Webb encontró numerosos objetos compactos, brillantes y rojizos en el universo primitivo. Estos little red dots, o pequeños puntos rojos, aparecen con frecuencia en sus imágenes, pero prácticamente desaparecen en épocas más recientes de la historia cósmica.
Su naturaleza se convirtió en uno de los debates centrales de la astronomía moderna. Algunas hipótesis los presentan como galaxias con enormes cantidades de estrellas, mientras que otras señalan que podrían contener núcleos galácticos activos y agujeros negros en rápida expansión. MoM-BH*-1 aporta evidencias a favor de una tercera imagen: agujeros negros recién formados, escondidos dentro de densos capullos de gas.
El objeto fue identificado en el marco del programa Mirage or Miracle, cuyo nombre alude a otro problema planteado por el James Webb. El telescopio comenzó a encontrar galaxias aparentemente muy masivas cuando el universo era demasiado joven para que, según los modelos tradicionales, hubieran reunido semejante cantidad de estrellas. Algunas de esas estructuras consideradas “milagros” podrían ser, en realidad, “espejismos” producidos por el brillo de agujeros negros.
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MoM-BH*-1 resulta especialmente valioso porque su radiación parece eclipsar casi por completo a la galaxia anfitriona. Esto permite estudiar la posible estrella agujero negro con menor contaminación de la luz estelar circundante. Los datos también muestran un indicio de variabilidad: el objeto habría aumentado su brillo cerca de un 30 % en un intervalo de 56 días en su marco de referencia, aunque los autores remarcan que se necesitan nuevas observaciones para confirmar ese cambio.
Por qué el descubrimiento puede explicar el origen de los agujeros negros supermasivos
Uno de los mayores enigmas de la cosmología es cómo aparecieron agujeros negros de miles de millones de masas solares durante los primeros 700 millones de años del universo. Las semillas formadas por el colapso de las primeras estrellas parecen no haber dispuesto de tiempo suficiente para crecer hasta alcanzar las masas observadas en los cuásares más antiguos.
Una estrella agujero negro podría representar una fase de crecimiento acelerado. El gas circundante alimentaría al núcleo mediante una acreción super-Eddington, es decir, a un ritmo superior al límite teórico tradicional para un objeto que absorbe materia mientras emite radiación. Esta configuración permitiría que las primeras semillas cósmicas aumentaran rápidamente de masa.
Por ahora, la naturaleza de MoM-BH*-1 continúa siendo una interpretación científica respaldada por modelos, no una confirmación definitiva de una nueva clase astronómica. Los autores reconocen que sus simulaciones son simplificadas y que serán necesarias observaciones más profundas, mediciones de variabilidad y análisis espectroscópicos adicionales.
