En los últimos años, el telescopio espacial James Webb (JWST) se ha convertido en una ventana privilegiada hacia los orígenes del universo. Sus imágenes infrarrojas no solo han revelado galaxias muy antiguas, sino también objetos inesperados que han desconcertado a los astrónomos. Entre ellos destacan los “puntos rojos” o little red dots, fuentes compactas y muy brillantes cuya naturaleza ha sido motivo de intensos debates.
Un reciente trabajo liderado por Anna de Graaff y publicado en Astronomy & Astrophysics propone que uno de estos objetos, apodado “El Acantilado” (The Cliff en inglés), representa algo completamente nuevo: una estrella de agujero negro. Según los autores, este hallazgo constituye la evidencia más clara hasta ahora de que al menos parte de los puntos rojos no son galaxias extremadamente densas, sino fuentes alimentadas por agujeros negros rodeados de gas denso que brilla al ser calentado.
El misterio de los puntos rojos
Desde 2022, el James Webb ha identificado una población de objetos compactos, pequeños y de color rojo intenso. Estos puntos recibieron pronto el apodo de “rompedores del universo”, porque parecían demasiado masivos y antiguos para encajar en los modelos de formación de galaxias en los primeros miles de millones de años.
Los astrónomos plantearon dos hipótesis principales. Por un lado, que fueran galaxias ultracompactas con tasas de formación estelar descomunales. Por otro, que se tratara de agujeros negros activos ocultos tras grandes cantidades de polvo. Ambas ideas chocaban con los modelos de evolución cósmica y ninguna explicaba del todo las observaciones.
La identificación de “El Acantilado” ofrece un tercer camino. Su espectro mostró una señal conocida como salto de Balmer, tan pronunciado que no podía atribuirse a estrellas envejecidas ni a un núcleo galáctico típico. En palabras de los investigadores: “Demostramos que podemos, por primera vez, excluir de forma robusta un origen basado en una población estelar de alta masa y densidad”.
Un objeto imposible de encajar
El análisis espectroscópico reveló que “El Acantilado” posee un salto de Balmer casi el doble de intenso que cualquier otro objeto similar observado en el universo temprano. Además, carece de líneas metálicas destacadas, algo extraño si se tratara de una galaxia con gran cantidad de estrellas evolucionadas.
Otra característica llamativa es su extrema compacidad. El equipo midió un radio efectivo de apenas 40 pársecs, un tamaño diminuto en comparación con galaxias de masa parecida. De haber sido una población estelar densa, la frecuencia de colisiones entre estrellas habría sido altísima, generando emisiones en rayos X que no se detectaron.
Esto llevó a los autores a descartar el escenario de una galaxia masiva y a proponer un modelo distinto: el de la estrella de agujero negro (black hole star). Según explican, este tipo de objeto consiste en un agujero negro que devora materia tan rápidamente que calienta un capullo de gas a su alrededor, haciéndolo brillar como si fuera una estrella.
La hipótesis de la estrella de agujero negro
El artículo de De Graaff y colaboradores señala que “la ruptura de Balmer, las líneas de emisión y la absorción en Hα se explican de forma más plausible por un escenario de estrella de agujero negro”. Esta interpretación encaja con la idea de que algunos de los puntos rojos no son galaxias, sino fenómenos intermedios en la evolución de agujeros negros en el universo primitivo.
Lo que diferencia a estas supuestas estrellas de agujero negro de los núcleos activos de galaxias (AGN) conocidos es que su gas envolvente es mucho más denso y su espectro más rojo. El modelo implica tasas de acreción super-Eddington, es decir, crecimientos del agujero negro más rápidos de lo que predicen los límites clásicos de la astrofísica.
Si estos objetos existen en gran número, podrían resolver un misterio de la cosmología: cómo aparecieron agujeros negros supermasivos tan pronto tras el Big Bang. La fase de estrella de agujero negro permitiría un crecimiento acelerado, explicando observaciones que hasta ahora parecían imposibles.
Comparaciones y tensiones con otros modelos
El equipo exploró distintos escenarios alternativos: poblaciones estelares masivas, variaciones extremas en la función inicial de masas, o leyes de atenuación del polvo poco habituales. Ninguno consiguió reproducir los datos sin introducir contradicciones.
Por ejemplo, al suponer que el brillo provenía de estrellas envejecidas, los modelos exigían densidades estelares tan extremas que el sistema sería inestable. Además, la supuesta abundancia de colisiones estelares habría producido estallidos en rayos X detectables, pero el satélite Chandra mostró que “El Acantilado” no emite radiación significativa en ese rango.
En cuanto al polvo, la única forma de ajustar los modelos era recurrir a leyes de extinción más empinadas que las observadas en la Vía Láctea o en la Nube de Magallanes. Sin embargo, los autores destacan que “las leyes de atenuación tan empinadas y a la vez ópticamente gruesas parecen físicamente inverosímiles”.
Implicaciones para la evolución cósmica
La posible existencia de estrellas de agujero negro obliga a replantear parte de lo que se sabe sobre el universo temprano. Estos objetos serían etapas transitorias, visibles solo durante un tiempo limitado, pero con un papel clave en el crecimiento de los primeros agujeros negros.
De hecho, la presencia de más de un candidato en los mismos programas de observación sugiere que no se trata de rarezas. Otro objeto muy parecido, denominado MoM-BH-1*, se identificó a un corrimiento al rojo mayor, reforzando la idea de que no son fenómenos aislados.
El siguiente paso será observar más puntos rojos con la sensibilidad del James Webb y buscar señales similares. Según los propios autores, “El Acantilado proporciona la evidencia más clara hasta la fecha de que al menos algunos puntos rojos no son galaxias ultradensas, sino fuentes dominadas por un centro ionizante embebido en gas denso”.
Hacia una nueva categoría de objetos cósmicos
Lo que está en juego no es solo la explicación de un objeto peculiar, sino la definición de una categoría completamente nueva en el zoo cósmico. Las estrellas de agujero negro se situarían a medio camino entre una estrella y un núcleo activo, un híbrido impulsado por un agujero negro que aún está en plena fase de crecimiento.
De confirmarse, abrirían la puerta a estudiar condiciones extremas de acreción y a comprender mejor la formación de agujeros negros supermasivos en el universo joven. También servirían como prueba de estrés para los modelos cosmológicos, obligando a revisarlos y ampliarlos.
El misterio no está cerrado. La comunidad científica seguirá debatiendo si estos objetos son verdaderas estrellas de agujero negro o si representan otro fenómeno desconocido. Lo cierto es que el hallazgo de “El Acantilado” ha dado un paso crucial hacia resolver una de las incógnitas más intrigantes de la astronomía contemporánea.
Referencias
- De Graaff, A., Rix, H.-W., Naidu, R. P., Labbé, I., Wang, B., Leja, J., Matthee, J., Katz, H., Greene, J., Hviding, R., Baggen, J., Bezanson, R., Boogaard, L., Brammer, G., Dayal, P., van Dokkum, P., Goulding, A., Hirschmann, M., Maseda, M., McConachie, I., Miller, T., Nelson, E., Oesch, P., Setton, D., Shivaei, I., Weibel, A., Whitaker, K., Williams, C. (2025). A remarkable ruby: Absorption in dense gas, rather than evolved stars, drives the extreme Balmer break of a little red dot at z = 3.5. Astronomy & Astrophysics, 701, A168. https://doi.org/10.1051/0004-6361/202554681.
Cortesía de Muy Interesante
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