Una estrella de agujero negro en el Universo primitivo: el descubrimiento del JWST que desafía los modelos cosmológico

Al observar el Universo primitivo, el telescopio espacial James Webb sigue revelando objetos inéditos cuya naturaleza plantea un verdadero enigma, desafiando lo que antes dábamos por sentado.

Tras el descubrimiento de los llamados "Little Red Dots" (pequeños puntos rojos), fuentes rojas, compactas y luminosas difíciles de clasificar como galaxias estándar o agujeros negros típicos, recientemente se ha identificado un objeto sumamente inusual. Bautizado como MoM-BH*-1, su peculiaridad radica en que, si bien parece ser un agujero negro, presenta características propias de una estrella.

Por ello, se le ha denominado "estrella de agujero negro". Bien podría tratarse del primer miembro descubierto de una nueva clase de objetos primordiales hasta ahora desconocida. Sin duda, estamos ante un caso en el que las observaciones complican el panorama en lugar de ofrecer respuestas inmediatas.

MoM-BH*-1: un objeto que desafía el comportamiento estelar

Entre los numerosos proyectos que utilizan datos del telescopio espacial James Webb figura uno titulado "Mirage or Miracle" (¿Espejismo o milagro?). Este proyecto se centra específicamente en fuentes consideradas "de riesgo": objetos que podrían resultar ser descubrimientos extraordinarios o meros "intrusos" (como estrellas frías y cercanas confundidas con galaxias lejanas).

Fue en el marco de este proyecto donde investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA) y sus colaboradores internacionales descubrieron MoM-BH*-1; sus hallazgos se publicaron en la revista Nature.

MoM-BH*-1 fue observado mediante los instrumentos NIRCam y NIRSpec, que midieron un desplazamiento al rojo de z = 7,7569, situando al objeto en una época situada aproximadamente 660 millones de años después del Big Bang. Se trata, en definitiva, de un objeto del Universo primitivo.

Este objeto presenta un salto de Balmer tan pronunciado que resulta incompatible con una estrella o una galaxia primordial. No obstante, también exhibe otras características nunca antes observadas ni en estrellas individuales ni en galaxias.

Si se tratara de una estrella, requeriría densidades extremadamente altas del orden de 10¹¹ partículas por centímetro cúbico, dimensiones enormes y turbulencia con velocidades características de unos 500 km/s; todos estos valores superan con creces lo que es físicamente posible para las estrellas.

Esto lleva a interpretar que podría tratarse de un agujero negro supermasivo: no del tipo convencional, sino un agujero negro activo envuelto en una capa casi esférica de gas extremadamente denso.

¿Cómo logran ser supermasivos los agujeros negros muy jóvenes?

Los agujeros negros que mejor conocemos los del Universo cercano, aumentan su masa devorando estrellas que caen dentro de su esfera de influencia gravitatoria. Dado que estos agujeros negros tienen miles de millones de años de antigüedad, no sorprende que se hayan vuelto supermasivos a lo largo de un periodo tan extenso.

Pero, ¿cómo lograron acelerar su crecimiento y convertirse en supermasivos los agujeros negros del universo primitivo, que apenas tenían unos cientos de millones de años de antigüedad.

Un posible escenario hipotético es que el gas envuelva al agujero negro central a una escala de decenas de unidades astronómicas. La radiación emitida por el disco de acreción que rodea al agujero negro sería absorbida, dispersada y reprocesada por dicha capa, produciendo un espectro que se asemeja en parte al de una atmósfera estelar gigante. De ahí el término estrella de agujero negro.

No obstante, los autores subrayan que este modelo es idealizado y aún no constituye una reconstrucción definitiva de la estructura del objeto.

MoM-BH*-1 podría representar una versión embrionaria del agujero negro central oculto en el interior de los llamados "Little Red Dots" (pequeños puntos rojos).

Estos misteriosos objetos también presentan características espectrales similares a las de MoM-BH*-1 tales como líneas de Balmer anchas, colores ópticos rojizos, una débil emisión de rayos X y dimensiones extremadamente compactas, lo que sugiere que se trata de agujeros negros supermasivos jóvenes envueltos en un capullo de gas ionizado.

Una posible vía rápida para el crecimiento de los primeros gigantes cósmicos

¿Cómo explicar la existencia de agujeros negros con masas equivalentes a millones o miles de millones de soles en el universo temprano? Los modelos predicen dos mecanismos de formación posibles: el colapso de las primeras estrellas masivas o el colapso directo de gas.

La hipótesis más intrigante para explicar la existencia de MoM-BH*-1 es que, en un entorno extremadamente denso, un agujero negro podría experimentar episodios de acreción que superen el límite de Eddington; parte de la radiación quedaría atrapada en el gas, reduciendo así la eficacia con la que la presión de radiación frena la entrada de nueva materia.

Por tanto, MoM-BH*-1 actúa más como un laboratorio natural para poner a prueba esta idea que como una prueba definitiva.

Confirmar esta hipótesis requiere estudios espectroscópicos adicionales, así como observaciones en las bandas de rayos X, radio e infrarrojo medio. Existen numerosos candidatos para ser clasificados como "estrellas de agujero negro". Las futuras observaciones deberán determinar, ante todo, cuán común es esta configuración y cuánto tiempo puede perdurar.

Referencia de la noticia

Rohan P. Naidu et al.. (2026). A gas-enshrouded and gas-reddened black hole at cosmic dawn.