El telescopio espacial James Webb ha observado uno de los objetos más extraños encontrados hasta ahora en el universo primitivo. Parece una estrella, pero podría esconder un agujero negro en su interior.

Imagina mirar hacia una época en la que el universo apenas tenía 660 millones de años. Las primeras galaxias estaban empezando a crecer, las estrellas llevaban relativamente poco tiempo existiendo y los primeros agujeros negros supermasivos comenzaban a convertirse en uno de los grandes enigmas de la cosmología. Y entonces aparece algo que no encaja fácilmente en ninguna de las categorías habituales. Su nombre es MoM-BH-1*.

La luz que estamos recibiendo de este objeto fue emitida hace más de 13.000 millones de años, cuando el universo tenía aproximadamente un 5 % de su edad actual.

El objeto forma parte de una misteriosa población que el James Webb está encontrando en el universo temprano: los llamados “little red dots”, pequeños puntos rojos que durante los últimos años han desconcertado a los astrónomos. Pero MoM-BH*-1 resultó ser especialmente extraño. El Webb descubrió que su espectro no se parece al de una población normal de estrellas. De hecho, presenta características contradictorias.

Por un lado, tiene propiedades típicas de objetos alimentados por agujeros negros activos, como líneas espectrales muy anchas. Pero al mismo tiempo presenta características que recuerdan a una estrella, entre ellas un enorme salto de Balmer, mucho más intenso de lo que pueden producir las poblaciones estelares convencionales.

Y aquí empieza lo realmente fascinante, los investigadores proponen que la explicación más probable podría ser un objeto completamente diferente de una estrella convencional.

En el centro habría un agujero negro en proceso de crecimiento, rodeado por una gigantesca envoltura de gas extremadamente denso. Ese gas absorbería y reprocesaría la energía procedente del agujero negro, desde nuestra perspectiva, el resultado podría parecerse a una estrella, pero no sería una estrella. Sería algo que los investigadores denominan una “black hole star”, o estrella de agujero negro.

Según los modelos utilizados para explicar las observaciones, la envoltura gaseosa tendría unas dimensiones comparables a nuestro Sistema Solar. En su interior podría encontrarse un agujero negro de alrededor de 100.000 masas solares en el escenario presentado por los investigadores. Nuestro Sol tiene unos 1,4 millones de kilómetros de diámetro…

Aquí estaríamos hablando de una estructura que, pese a parecer una fuente puntual para el Webb, podría extenderse a una escala comparable a la de nuestro sistema planetario. Y, sin embargo, la fuente central no sería una estrella fusionando hidrógeno en su núcleo. La energía procedería de la acreción de materia sobre el agujero negro.

Un agujero negro por sí mismo no emite luz, pero la materia que cae hacia él puede hacerlo. Cuando el gas se aproxima al agujero negro, se comprime y se calienta enormemente. La energía liberada durante la acreción puede convertir estos objetos en algunas de las fuentes más luminosas del universo. En MoM-BH*-1, los investigadores creen que el agujero negro estaría oculto dentro de una enorme cantidad de gas.

Es como si el agujero negro estuviera dentro de una gigantesca envoltura cósmica luminosa. Y esa envoltura podría ser precisamente la responsable de que el objeto tenga simultáneamente propiedades que parecen propias de una estrella y de un agujero negro.

Cuando observamos MoM-BH*-1, no estamos viendo cómo es ahora. Estamos viendo cómo era cuando el universo tenía solamente unos 660 millones de años. La luz ha viajado durante más de 13.000 millones de años antes de llegar hasta nosotros. el James Webb está funcionando literalmente como una máquina del tiempo.

Y esta observación podría ayudarnos a resolver uno de los grandes problemas de la astronomía moderna:

¿Cómo pudieron crecer tan rápidamente los primeros agujeros negros supermasivos?

Sabemos que existían agujeros negros con cientos de millones o incluso miles de millones de masas solares cuando el universo todavía era extremadamente joven.

Pero hacer crecer un agujero negro hasta semejantes tamaños en tan poco tiempo no resulta sencillo. Los objetos como MoM-BH*-1 podrían representar una fase extremadamente eficiente de crecimiento. Aquí aparece otra de las razones por las que este descubrimiento es tan interesante.

El James Webb ha encontrado numerosos pequeños objetos rojos en el universo temprano que todavía no comprendemos completamente.

Una posibilidad es que muchos de ellos sean agujeros negros jóvenes envueltos en enormes cantidades de gas.

MoM-BH*-1 podría ser especialmente importante porque, a diferencia de otros “little red dots”, su luz parece estar dominada por el propio objeto central y no por una galaxia mucho más brillante alrededor.

Si esta interpretación resulta correcta, podríamos estar observando una etapa temprana en la evolución de algunos de los agujeros negros supermasivos que posteriormente dominarían el centro de las galaxias.

James Webb no ha fotografiado una estrella con un agujero negro dentro. Lo que ha observado son determinadas características de la luz procedente de MoM-BH*-1.

Los astrónomos comparan esas observaciones con diferentes modelos físicos para intentar descubrir qué tipo de objeto puede producirlas.

El modelo de una estrella de agujero negro es una explicación muy atractiva, pero continúa siendo una interpretación científica que deberá ser contrastada con nuevas observaciones y modelos. Durante mucho tiempo imaginamos que primero aparecieron las galaxias y que en su centro crecieron posteriormente enormes agujeros negros. Pero el universo primitivo parece ser mucho más complicado.

MoM-BH*-1 plantea la posibilidad de que algunos agujeros negros pudieran crecer rodeados por cantidades extraordinarias de gas, adquiriendo rápidamente masa mientras permanecían ocultos dentro de estas envolturas.

Quizá algunos de los agujeros negros supermasivos que vemos hoy comenzaron su historia de una forma completamente diferente a la que habíamos imaginado.