James Webb detecta un objeto cósmico desconocido: la estrella de agujero negro ‘El Acantilado’

Desde su lanzamiento, el telescopio espacial James Webb (JWST) ha transformado la astronomía al ofrecer imágenes infrarrojas del universo temprano. Entre sus hallazgos, destacan los llamados “puntos rojos” o little red dots, fuentes compactas y muy brillantes que desconciertan a los astrónomos. Estas señales parecen demasiado antiguas y densas para encajar en los modelos clásicos de formación de galaxias.

Un equipo liderado por Anna de Graaff, publicado en Astronomy & Astrophysics, propone que uno de estos objetos, apodado “El Acantilado” (The Cliff), no es una galaxia como se pensaba, sino una estrella de agujero negro, un tipo de objeto nuevo en la cosmología. Según los investigadores, esta sería la evidencia más clara hasta ahora de que al menos algunos puntos rojos no son galaxias, sino fuentes alimentadas por agujeros negros rodeados de gas caliente.

Qué son los puntos rojos y por qué desconciertan

Desde 2022, el JWST ha identificado varios objetos compactos, pequeños y de color rojo intenso. Inicialmente, los astrónomos los llamaron “rompedores del universo” porque su existencia parecía incompatible con los modelos de formación galáctica en los primeros miles de millones de años.

Se plantearon dos hipótesis principales:

1. Que fueran galaxias ultracompactas con tasas de formación estelar extremadamente altas.
2. Que fueran agujeros negros activos ocultos tras grandes cantidades de polvo.

Ninguna de las dos hipótesis explicaba por completo las observaciones. La detección de “El Acantilado” abre una tercera posibilidad: un objeto dominado por un agujero negro, cuya acreción de materia genera un brillo intenso que imita una estrella. Como destacan los investigadores, “Demostramos que podemos, por primera vez, excluir de forma robusta un origen basado en una población estelar de alta masa y densidad”.

Características únicas de ‘El Acantilado’

El análisis espectroscópico reveló características que lo distinguen de galaxias o estrellas conocidas:

• Presenta un salto de Balmer casi el doble de intenso que cualquier otro objeto similar en el universo temprano.
• Carece de líneas metálicas destacadas, lo que sugiere que no es una galaxia con estrellas evolucionadas.
• Su radio efectivo es de apenas 40 pársecs, extremadamente compacto en comparación con galaxias de masa similar.

De haber sido una población estelar densa, la frecuencia de colisiones habría generado emisiones en rayos X, que no se detectaron. Por ello, los autores propusieron el modelo de estrella de agujero negro, donde un agujero negro devora materia rápidamente, calentando un capullo de gas que brilla como una estrella.

La hipótesis de la estrella de agujero negro

Según De Graaff y colaboradores, “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”. Este modelo implica tasas de acreción super-Eddington, es decir, un crecimiento más rápido que los límites clásicos de la astrofísica.

Si estos objetos son comunes, podrían explicar un misterio de la cosmología: cómo aparecieron los agujeros negros supermasivos tan poco tiempo después del Big Bang. Una fase de estrella de agujero negro permitiría un crecimiento acelerado, ofreciendo una solución a observaciones que antes parecían imposibles.

Comparaciones y tensiones con otros modelos

El equipo consideró alternativas como poblaciones estelares masivas o variaciones extremas en la función inicial de masas, pero ninguna reprodujo los datos sin contradicciones.

• Modelos con estrellas envejecidas requerían densidades tan extremas que los sistemas serían inestables y generarían rayos X, que no se detectaron.
• Ajustes usando leyes de extinción de polvo más empinadas que las observadas parecían físicamente inverosímiles.

Estos hallazgos refuerzan la idea de que “El Acantilado” no es una galaxia ultradensa, sino un fenómeno dominado por un centro ionizante en gas denso.

Implicaciones para la astronomía y la cosmología

Si se confirma la existencia de las estrellas de agujero negro, esto obligaría a replantear la evolución del universo temprano. Estos objetos serían etapas transitorias, pero clave en el crecimiento de los primeros agujeros negros.

Otro candidato, MoM-BH-1*, muestra espectros casi idénticos pese a encontrarse a mayores distancias, indicando que no se trata de fenómenos aislados. Según los 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

Las estrellas de agujero negro se situarían entre una estrella y un núcleo galáctico activo, un híbrido impulsado por un agujero negro en plena fase de crecimiento. Confirmarlas permitiría estudiar condiciones extremas de acreción y entender mejor la formación de agujeros negros supermasivos.

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El misterio sigue abierto. La comunidad científica continuará observando más puntos rojos con la sensibilidad del James Webb, pero el hallazgo de “El Acantilado” representa un avance crucial en la comprensión del universo temprano y de los fenómenos que lo habitan.