Un telescopio puede detectar objetos situados a miles de millones de años luz. Pero lo que observa no es solo lejanía en el espacio… también lo es en el tiempo. Cuando los astrónomos miran hacia el universo primitivo, no están viendo cómo es el cosmos hoy, sino cómo era cuando apenas tenía la mitad de su edad actual. Esta capacidad de asomarse al pasado ha permitido a un grupo de investigadores cuestionar una de las ideas más consolidadas en la física de los agujeros negros.
Un equipo internacional de astrónomos ha analizado el brillo de los quásares más distantes del universo y ha descubierto que la relación entre la luz ultravioleta y los rayos X que emiten no es constante en el tiempo, como se creía. El hallazgo, publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, cuestiona una suposición clave de la astrofísica: que la estructura que rodea a los agujeros negros supermasivos ha permanecido invariable a lo largo de la historia del universo.
Un vínculo luminoso que parecía inquebrantable
Durante décadas, los científicos han estudiado la estrecha relación entre dos tipos de radiación emitida por los quásares. Por un lado, la luz ultravioleta generada por el disco de materia caliente que gira en torno al agujero negro y, por otro, los rayos X que emergen de una región extremadamente energética conocida como la corona. Este vínculo, que parecía universal, fue uno de los pilares sobre los que se ha sostenido el estudio de los quásares y, por extensión, de los agujeros negros supermasivos.
Según se entendía hasta ahora, un quásar más brillante en luz ultravioleta debía emitir también rayos X más intensos. Esta correlación no solo ayudaba a descifrar las condiciones físicas del entorno del agujero negro, sino que además se utilizaba como herramienta cosmológica. En particular, permitía utilizar los quásares como “velas estándar”, es decir, objetos cuya luminosidad se conoce y que sirven para medir distancias en el universo y estudiar fenómenos como la expansión cósmica o la energía oscura.
La estructura que cambia con el tiempo
El nuevo estudio muestra que esta relación no ha sido la misma a lo largo de la historia cósmica. Los investigadores, liderados por el Observatorio Nacional de Atenas, compararon quásares cercanos y lejanos en el tiempo, y observaron una desviación significativa en la correlación entre los rayos X y la luz ultravioleta. Según el artículo: “La correlación entre las luminosidades en rayos X y en ultravioleta de los quásares cambia con el tiempo cósmico”.
Este cambio sugiere que las condiciones físicas cercanas al agujero negro han evolucionado con el paso de los eones. Específicamente, podría implicar que la corona —ese halo de partículas altamente energéticas que rodea al agujero negro y transforma la luz ultravioleta en rayos X— no siempre ha tenido la misma forma, densidad o temperatura. Así, lo que hasta ahora se asumía como una característica inmutable del universo, ha resultado ser variable.
La implicación es profunda. Si el entorno de los agujeros negros cambia con el tiempo, entonces la física que se aplica a los quásares cercanos puede no servir para interpretar los más antiguos, situados en el universo joven.
Datos sin precedentes, método novedoso
Para alcanzar estas conclusiones, el equipo utilizó observaciones del telescopio eROSITA, especializado en detectar rayos X, junto con datos del archivo del observatorio XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea. El uso combinado de ambos instrumentos permitió analizar una muestra sin precedentes de quásares distribuidos por todo el cielo y a distintas distancias.
Uno de los aspectos más innovadores del trabajo fue el uso de un modelo estadístico bayesiano robusto, diseñado para aprovechar al máximo los datos, incluso cuando muchos de los quásares solo fueron detectados con unos pocos fotones de rayos X. Como explican los autores, “el avance clave aquí es metodológico”. Esta estrategia permitió identificar tendencias sutiles que habrían pasado desapercibidas con métodos tradicionales.
El uso de esta técnica no solo incrementó la precisión de los resultados, sino que reforzó la solidez del hallazgo: la ruptura en la correlación es real y consistente, incluso al aplicar distintas formas de análisis.
Lo que esto cambia (y lo que aún no sabemos)
La consecuencia más inmediata de este hallazgo es que la relación ultravioleta-rayos X ya no puede darse por sentada como una constante universal. En consecuencia, los modelos que se basan en ella para calcular distancias cósmicas, como los que intentan precisar la geometría del universo o estudiar la energía oscura, deben ser revisados con cautela.
Además, el hallazgo abre nuevas preguntas. ¿Qué factores han provocado esta evolución en la estructura de los quásares? ¿Se debe a una diferencia en la cantidad de material que cae hacia el agujero negro? ¿O tal vez a cambios en las propiedades del plasma en la corona? Por ahora, no hay una respuesta definitiva.
El estudio concluye que “los procesos físicos que vinculan el disco de acreción y la corona pueden haber cambiado en los últimos 6.500 millones de años”. Esto no solo implica una transformación en la emisión de luz, sino también en la forma en que los agujeros negros crecen y evolucionan con el tiempo.
A por más objetivos
El equipo de investigación espera poder utilizar próximamente los datos completos del escaneo de todo el cielo realizado por eROSITA, lo que permitirá detectar quásares aún más lejanos y menos brillantes. Gracias a ello, será posible confirmar si esta evolución observada es una tendencia física real o si podría estar influida por sesgos en la selección de datos.
La respuesta definitiva llegará con futuras observaciones, incluidas las de la próxima generación de telescopios espaciales capaces de captar múltiples longitudes de onda. Pero lo que ya queda claro es que el universo no siempre se ha comportado igual y que las reglas que rigen su estructura pueden haber cambiado más de lo que pensábamos.
Referencias
- Maria Chira, Antonis Georgakakis, Angel Ruiz, Shi-Jiang Chen, Johannes Buchner, Amy L Rankine, Elias Kammoun, Catarina Aydar, Mara Salvato, Andrea Merloni y Mirko Krumpe. Revisiting the X-ray-to-UV relation of quasars in the era of all-sky surveys. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 11 diciembre 2025. DOI: 10.1093/mnras/staf1905.
Cortesía de Muy Interesante
Dejanos un comentario: