Un hallazgo con participación española detecta un agujero negro supermasivo en una galaxia con apenas estrellas, lo que sugiere que estos monstruos cósmicos se formaron antes que sus propios huéspedes.
Uno de los grandes debates dentro de la comunidad astrofísica estriba sobre la auténtica naturaleza de los llamados puntos rojos pequeños (Little Red Dots o LRD, por sus siglas en inglés). Estas estructuras, detectadas en los albores del universo gracias al telescopio espacial James Webb (JWST), parecían albergar agujeros negros supermasivos, pero los modelos teóricos sugerían que las estimaciones de su masa podían estar infladas hasta en dos órdenes de magnitud.
Ahora, un equipo internacional de científicos ha logrado, por primera vez, realizar una medición directa de la masa de uno de estos enigmáticos objetos, zanjando la polémica y, de paso, desvelando un escenario inesperado.
El estudio, publicado esta semana en la revista Nature, se ha centrado en Abell 2744-QSO1, un punto rojo pequeño extraordinariamente distante, cuya luz data de cuando el universo tenía apenas 700 millones de años. Al combinar la potencia del James Webb con el efecto de lente gravitatoria —una lupa cósmica natural provocada por la gravedad de un cúmulo de galaxias en primer plano—, los investigadores consiguieron observar con un nivel de detalle sin precedentes la rotación del gas que orbita alrededor del centro de este objeto.
La clave del descubrimiento radica en el análisis de la cinemática del gas, específicamente a través de la espectroscopía de alta resolución del James Webb. Los datos revelaron una curva de rotación que encaja a la perfección con un modelo de movimiento kepleriano alrededor de una masa puntual compacta, equivalente a 50 millones de masas solares. Este tipo de rotación descarta por completo explicaciones alternativas, como que la masa observada se deba a la presencia de un denso cúmulo estelar nuclear o a concentraciones de materia oscura.
Nuestros resultados demuestran que las calibraciones que utilizamos localmente siguen siendo válidas a estas distancias tan extremas
“Nuestros resultados representan una medición dinámica y directa de la masa de un agujero negro en el universo primitivo y demuestran que las calibraciones estándar que utilizamos localmente siguen siendo válidas a estas distancias tan extremas”, apunta Ignas Juodžbalis, investigador de la Universidad de Cambridge y autor principal del estudio, cuyo trabajo confirma la precisión de los métodos indirectos tradicionalmente empleados en astronomía.
La investigación ha contado con una destacada participación española a través de la contribución de los astrofísicos Michele Perna, Santiago Arribas y Pablo G. Pérez-González, investigadores del Centro de Astrobiología (CAB), un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) de Madrid.
El papel de estos científicos ha sido clave para procesar e interpretar el complejo flujo de datos espectroscópicos proporcionados por el JWST, lo que ha permitido desentrañar la velocidad y la dinámica del gas en las condiciones extremas del amanecer cósmico.
La gran sorpresa para el equipo llegó al intentar medir la masa de la galaxia que alberga este agujero negro supermasivo. Al analizar la curva de rotación, el espacio disponible para cualquier componente estelar resultó ser prácticamente nulo.
Los cálculos más conservadores indican que la masa del agujero negro es, como mínimo, el doble que la de todas las estrellas de su galaxia anfitriona juntas. En el universo local, la masa de una galaxia suele ser unas mil veces mayor que la de su agujero negro central; Abell 2744-QSO1 se sitúa tres órdenes de magnitud por encima de esta relación.
Este desequilibrio extremo convierte a este objeto en el agujero negro masivo más ‘desnudo’ detectado jamás. Al encontrarse además en un entorno químico prácticamente virgen y sin apenas metales pesados, todo apunta a que los científicos han capturado, por primera vez en la historia de la astronomía, a una ‘semilla’ de agujero negro supermasivo atrapada en su fase inicial de crecimiento por acreción.
Este hallazgo aporta una prueba fundamental a favor de la teoría de la ‘primacía del agujero negro’, que postula que estas estructuras colosales pudieron nacer y desarrollarse antes incluso de que empezaran a formarse las primeras generaciones de estrellas en sus galaxias. Los modelos tradicionales de coevolución, donde galaxia y agujero negro crecen de la mano a un ritmo acompasado, quedan en entredicho ante este caníbal del espacio profundo.
Los modelos sugieren que el agujero negro no nació del colapso de una sola estrella moribunda, sino directamente del colapso gravitatorio masivo de gigantescas nubes de gas primigenio en el universo joven.
Referencia:
Juodžbalis I. et al, “A direct black-hole mass measurement in a little red dot at high redshift”, Nature, 2026.
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