Descubren un nuevo objeto astronómico: una estrella de agujero negro

Un equipo de científicos ha detectado, gracias al Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA, diminutos objetos rojos y su naturaleza los ha dejado perplejo: se trata de un agujero negro que absorbe cantidades masivas de materia y, al mismo tiempo, emite luz: una estrella de agujero negro.

Utilizando los primeros conjuntos de datos publicados por el telescopio en 2022, un equipo internacional de científicos descubrió misteriosos “pequeños puntos rojos”. La primera hipótesis fue que los objetos podrían ser galaxias tan maduras como nuestra Vía Láctea actual, que tiene aproximadamente 13.600 millones de años, tan solo entre 500 y 700 millones de años después del Big Bang.

Inicialmente, se creía que estos objetos eran galaxias mucho más antiguas de lo que se esperaba en el universo incipiente, lo que cuestiona la comprensión previa de los científicos sobre la formación de galaxias. Ahora, en un estudio publicado en Astronomy & Astrophysics, los autores sugieren que los puntos podrían no ser galaxias, sino un tipo de objeto completamente nuevo: una estrella con agujero negro.

Los diminutos puntos de luz podrían ser esferas gigantes de gas caliente, tan densas que se asemejan a las atmósferas de estrellas típicas impulsadas por fusión nuclear; sin embargo, en lugar de fusión, están impulsadas por agujeros negros supermasivos en su centro que atraen rápidamente materia, convirtiéndola en energía y emitiendo luz.

“Básicamente, observamos suficientes puntos rojos hasta que vimos uno con tanta atmósfera que no podía explicarse como las estrellas típicas que esperaríamos de una galaxia - afirma Joel Leja, coautor del estudio, en un comunicado -. Es una respuesta elegante, en realidad, porque pensábamos que se trataba de una galaxia diminuta llena de muchas estrellas frías separadas, pero en realidad es una estrella gigantesca y muy fría”.

Las estrellas frías emiten poca luz debido a sus bajas temperaturas en comparación con las estrellas normales. La mayoría de las estrellas del universo son estrellas frías y de baja masa, pero suelen ser más difíciles de ver, ya que se ven eclipsadas por estrellas masivas, más raras y luminosas.

El telescopio más potente del espacio, el JWST, fue diseñado para observar la génesis del cosmos con instrumentos de detección infrarroja capaces de detectar la luz emitida por las estrellas y galaxias más antiguas. En esencia, el telescopio permite a los científicos retroceder en el tiempo aproximadamente 13.500 millones de años, cerca del inicio del universo tal como lo conocemos.

“El cielo nocturno de una galaxia así sería deslumbrantemente brillante - añade Bingjie Wang, coautor del estudio -. Si esta interpretación es válida, implica que las estrellas se formaron mediante procesos extraordinarios nunca antes observados”.

Para comprender mejor el misterio, los autores necesitaban espectros, un tipo de datos que pudieran proporcionar información sobre la cantidad de luz emitida por los objetos en diferentes longitudes de onda. Así fue cómo el equipo detectó un objeto con un espectro que indicaba una enorme masa, lo que lo convirtió en el caso más extremo de un objeto tan temprano y grande. Los autores apodaron al objeto en cuestión El Acantilado, señalándolo como el caso de prueba más prometedor para investigar qué eran esos “pequeños puntos rojos”.

“Las propiedades extremas de El Acantilado nos obligaron a volver a la mesa de dibujo y a idear modelos completamente nuevos”, añade Anna de Graaff, coautora del estudio. El objeto estaba tan distante que su luz tardó aproximadamente 11.900 millones de años en llegar a la Tierra. El análisis espectral de esa luz indicó que, en realidad, era un agujero negro supermasivo, que atraía a su entorno a tal velocidad que se envolvía en una bola de gas hidrógeno. La luz que los autores detectaron no provenía de densos cúmulos de estrellas, sino de un objeto gigante.

“Los agujeros negros se encuentran en el centro de la mayoría de las galaxias – concluye Leja -. En algunos casos, estos agujeros negros son millones o incluso miles de millones de veces más masivos que el Sol de nuestro sistema solar, atrayendo la materia cercana con tal fuerza que la convierte en energía y brilla. Nadie ha sabido nunca con certeza por qué ni de dónde provienen estos gigantescos agujeros negros en el centro de las galaxias. Estas estrellas de agujero negro podrían representar la primera fase de formación de los agujeros negros que vemos en las galaxias actuales: agujeros negros supermasivos en su etapa inicial. El universo es mucho más extraño de lo que imaginamos y solo podemos seguir sus pistas. Aún nos deparan grandes sorpresas”.