Descubren una inédita “estrella” de agujero negro: el nuevo objeto cósmico que intriga a la ciencia

Un equipo internacional de astrónomos identificó con el telescopio James Webb un objeto denominado MoM-BH-1 que, según su interpretación, encaja con una nueva clase de fuente: una “estrella con agujero negro”.

El hallazgo, reportado este miércoles en un estudio publicado en Nature, busca aportar una explicación para los llamados “pequeños puntos rojos” que aparecen en imágenes del universo primitivo y una posible ruta de origen para los agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias.

El estudio plantea que MoM-BH-1 se comporta como un sistema dominado por un agujero negro en crecimiento, pero con una envoltura gaseosa que hace que, en las observaciones, se parezca a una fuente estelar.

“Hemos descubierto un nuevo tipo de objeto astrofísico, una estrella con agujero negro”, dijo el Dr. Rohan Naidu del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del Instituto Tecnológico de Massachusetts. Luego precisó: “Brilla con la energía que normalmente se asocia con los agujeros negros, pero al mismo tiempo presenta características clásicamente asociadas con las estrellas”.

Un punto rojo extremo en el archivo del telescopio

De acuerdo con el trabajo, el objeto apareció en el archivo de imágenes del Webb como una mancha roja extraordinariamente brillante. Sus mediciones indicaron que libera 100 mil millones de veces más energía que cualquier estrella conocida, una producción que se asemeja mucho más a la de un agujero negro que a la de una estrella convencional.

Naidu sintetizó esa singularidad en una frase: “La forma en que su luz es casi completamente roja y desaparece abruptamente por debajo de cierta longitud de onda es tan espectacular que no hay comparación posible entre ninguna otra clase de objetos conocida”.

Esa caída abrupta de la señal en ciertas longitudes de onda fue uno de los indicios que empujó al equipo a descartar explicaciones simples para el color extremo.

Durante los últimos cuatro años, los “pequeños puntos rojos”, también llamados LRD o PRR, se convirtieron en un foco central de la astrofísica desde que el Webb comenzó a detectarlos en 2022. La pregunta principal era qué eran esos puntos, cómo se volvieron tan comunes en el universo temprano y por qué casi no aparecen en el universo actual.

Por qué el color rojo no se explicaría por polvo

Una hipótesis habitual para objetos tan rojos es la presencia de polvo que filtra la luz. Sin embargo, el análisis espectral de MoM-BH-1 apuntó a otra explicación: en determinadas longitudes de onda, la luz del objeto desaparecía por completo, una señal que no encajaba con el polvo y que apuntaba a densas capas de gas de hidrógeno como responsables del color.

El estudio describió, además, una marcada ruptura de Balmer, interpretada como indicio de nubes densas y turbulentas de hidrógeno que absorben radiación de alta energía. Esa firma fue presentada como una evidencia fuerte de la existencia de un agujero negro en crecimiento envuelto en gas.

“No se puede alimentar esto mediante fusión nuclear, que es la fuente de energía que se encuentra en el corazón de todas las estrellas”, afirmó Naidu. En esa línea, las simulaciones por ordenador empujaron al equipo hacia un escenario en el que el motor del sistema sería un agujero negro central rodeado por un capullo gaseoso que le da apariencia estelar.

Ese modelo también explicaría por qué la luz del objeto podría eclipsar a la de su galaxia anfitriona. “Lo especial de MoM-BH-1 es que la estrella del agujero negro brilla prácticamente más que su galaxia anfitriona circundante, de tal manera que estamos viendo luz pura de la estrella del agujero negro”, sostuvo Naidu.

Una pista sobre los agujeros negros supermasivos

La relevancia del hallazgo no se limitaría a un objeto aislado. Si la interpretación es correcta, decenas de otros “pequeños puntos rojos” observados por el Webb podrían pertenecer a la misma categoría y representar una fase temprana en la formación de los agujeros negros supermasivos.

Naidu sostuvo que estas “estrellas con agujero negro” podrían actuar como semillas de los gigantes que hoy habitan el centro de casi todas las galaxias, incluida la Vía Láctea.

“Durante décadas hemos anticipado que algo espectacular debía estar ocurriendo en el universo primigenio. Las estrellas de agujeros negros podrían ser ese ‘algo espectacular’. Podrían ser la fase naciente y protegida que marca el comienzo del viaje de casi todos los agujeros negros supermasivos”, dijo.

El investigador también planteó que estos objetos podrían surgir de la fusión de estrellas supermasivas del universo temprano, con masas equivalentes a decenas de miles de soles, formadas a su vez por colisiones rápidas de estrellas más pequeñas dentro de cúmulos globulares.

Si futuras observaciones del Webb y de redes de radiotelescopios de nueva generación confirman esa historia, el modelo también podría ayudar a explicar propiedades persistentes de esos cúmulos, según el trabajo publicado en Nature.