El telescopio espacial James Webb volvió a aportar una pieza inesperada al estudio del universo primitivo. Astrónomos detectaron un objeto extremadamente compacto y brillante, bautizado MoM-BH-1*, cuya naturaleza no encaja del todo con las categorías conocidas y que podría representar una nueva clase de cuerpo cósmico: una denominada "estrella agujero negro".

El hallazgo fue presentado en un estudio publicado en la revista científica Nature. La luz analizada salió del objeto cuando el universo tenía apenas unos 660 millones de años, en plena etapa conocida como amanecer cósmico.

La denominación propuesta no implica que se trate de una estrella tradicional transformada parcialmente en agujero negro. Los investigadores plantean que podría ser, en cambio, un agujero negro en proceso de crecimiento rodeado por una enorme y densa envoltura de hidrógeno, capaz de darle una apariencia similar a la de una estrella gigantesca.

Un objeto pequeño, rojo y extremadamente luminoso

En las imágenes obtenidas por el James Webb, MoM-BH*-1 aparece como un punto rojo compacto. Los modelos elaborados por los científicos sugieren que en su interior podría existir un agujero negro central rodeado por una nube de gas de dimensiones comparables con las del sistema solar.

La clave está en la manera en que genera su energía. Mientras las estrellas convencionales producen luminosidad mediante procesos de fusión nuclear, este objeto emitiría una cantidad de energía imposible de explicar únicamente a partir de ese mecanismo.

Según los cálculos divulgados por el Instituto Tecnológico de Massachusetts, su potencia sería equivalente a unas 100.000 millones de veces la energía que podría generar físicamente una estrella conocida.

La explicación considerada más probable apunta a la acreción de materia sobre un agujero negro. En ese proceso, el gas que cae hacia el objeto alcanza temperaturas extremas y libera grandes cantidades de radiación antes de cruzar el horizonte de sucesos.

Los modelos indican que el núcleo podría contener un agujero negro de alrededor de 100.000 masas solares, aunque los propios investigadores advierten que estas estimaciones todavía dependen del modelo utilizado y podrían modificarse con nuevas observaciones.

La señal del hidrógeno que llamó la atención de los científicos

Una de las principales pistas apareció durante el análisis espectroscópico realizado con NIRSpec, uno de los instrumentos del James Webb.

Los astrónomos detectaron un fuerte salto de Balmer, un fenómeno relacionado con la absorción de radiación por parte de los átomos de hidrógeno. En este objeto, la señal resultó mucho más intensa de lo esperado para una población normal de estrellas.

Además, las líneas de hidrógeno Hß y H? mostraron profundas absorciones que solo pudieron reproducirse mediante modelos con un gas extremadamente denso y movimientos turbulentos que podrían alcanzar los 500 kilómetros por segundo.

También se registró una emisión Hß muy ancha, similar a la observada en algunos cuásares luminosos del universo temprano, otro indicio compatible con la presencia de un agujero negro supermasivo activo.

El color rojo podría tener otra explicación

Hasta ahora, muchos de los objetos rojizos observados en el espacio profundo fueron asociados con la presencia de polvo cósmico, capaz de absorber determinadas longitudes de onda y modificar el color de las fuentes.

Sin embargo, MoM-BH*-1 podría mostrar un mecanismo diferente. En este caso, la tonalidad rojiza estaría provocada principalmente por una envoltura muy densa de hidrógeno, que bloquearía parte de la radiación de longitudes de onda más cortas.

Este dato podría modificar la interpretación de otros objetos similares encontrados por el James Webb. Si el color rojo de algunos de ellos también se debe al gas y no al polvo, sus masas podrían haber sido sobreestimadas.

De esta manera, ciertos cuerpos considerados hasta ahora galaxias tempranas extraordinariamente grandes podrían ser en realidad estructuras mucho más compactas dominadas por agujeros negros jóvenes.

El misterio de los "pequeños puntos rojos"

Desde que comenzó sus operaciones científicas en 2022, el James Webb detectó numerosos objetos compactos, brillantes y rojizos en las primeras etapas del universo, conocidos como "little red dots" o pequeños puntos rojos.

Su origen todavía genera debate. Algunas hipótesis sostienen que se trata de galaxias con enormes cantidades de estrellas, mientras que otras los vinculan con núcleos galácticos activos y agujeros negros en rápido crecimiento.

El descubrimiento de MoM-BH*-1 suma una posibilidad diferente: que algunos de esos puntos sean agujeros negros jóvenes escondidos dentro de densas envolturas de gas.

El objeto fue identificado dentro del programa Mirage or Miracle, dedicado a estudiar algunas de las estructuras sorprendentemente masivas observadas por el James Webb en épocas muy tempranas del universo.

La investigación plantea que algunos de esos cuerpos podrían no ser galaxias gigantes, sino una especie de "espejismo" provocado por la intensa luminosidad producida alrededor de agujeros negros en crecimiento.

Una posible pista sobre los primeros agujeros negros supermasivos

El hallazgo también podría aportar información sobre uno de los mayores interrogantes de la cosmología: cómo lograron formarse agujeros negros de miles de millones de masas solares cuando el universo todavía era muy joven.

Las primeras estrellas, al colapsar, podrían haber originado pequeñas semillas de agujeros negros. Sin embargo, los modelos tradicionales tienen dificultades para explicar cómo esas semillas alcanzaron tamaños gigantescos en apenas unos cientos de millones de años.

Una "estrella agujero negro" podría representar una fase de crecimiento extremadamente acelerado. La enorme cantidad de gas que rodea al núcleo permitiría una acreción super-Eddington, es decir, un ingreso de materia superior al límite considerado tradicionalmente estable.

Ese proceso podría haber permitido que los agujeros negros del universo primitivo aumentaran rápidamente de tamaño hasta convertirse en los objetos supermasivos observados posteriormente.

Por el momento, MoM-BH-1 sigue siendo una interpretación científica basada en modelos y no la confirmación definitiva de una nueva categoría astronómica*. Los investigadores consideran que serán necesarias nuevas observaciones, estudios de variabilidad y análisis espectroscópicos más profundos para determinar con precisión cuál es su verdadera naturaleza.