Los misteriosos puntos rojos captados por el James Webb en el universo temprano son agujeros negros ‘camuflados’

A las dos semanas de actividad, el telescopio espacial James Webb (JWST) puso el mundo de la cosmología patas arriba tras la detección de una serie de pequeños puntos rojos (LRDs, por sus siglas en inglés) para los que no había explicación. Primero se pensó que eran galaxias demasiado masivas para su antigüedad (apenas 600 millones de años después del Big Bang) y más tarde se vio que eran galaxias activas (AGN), en cuyo centro había agujeros negros supermasivos, pero su tamaño y su comportamiento tampoco encajaban con los modelos.

Un equipo de investigadores encabezados por Vadim Rusakov, de la Universidad de Manchester, acaba de rehacer los cálculos y asegura que estos agujeros negros son probablemente cien veces más pequeños de lo que sugerían estimaciones previas y que están ocultos tras una gruesa cortina de gas, una especie de “capullos” de gas de alta densidad que explicarían por qué no detectamos rayos-X ni emisión en radio como en los agujeros negros supermasivos de galaxias más cercanas. En palabras del astrofísico brasileño Rodrigo Nemmen, serían una especie de “agujeros negros camuflados” en los momentos más tempranos del universo. 

Según los autores, este hallazgo publicado este miércoles en la revista Nature sugiere una fase previamente desconocida del crecimiento de los agujeros negros en el universo temprano. El estudio se ha basado en datos de 12 galaxias estudiadas individualmente, combinándolos con datos de otras 18 para comprender mejor el comportamiento de los pequeños puntos rojos a lo largo del tiempo. Futuras observaciones podrían explorar si esta “fase de capullo” es común y cómo influye en el crecimiento de los agujeros negros y las galaxias.

Cuásares a punto de nacer

Para Nenmen, que firma un artículo de análisis en la misma revista, este hallazgo resuelve varios enigmas: favorece la explicación de los agujeros negros y explica la ausencia de rayos X y radio, ya que el denso capullo de gas ionizado atraparía dicha radiación. “Si los investigadores tienen razón, estos pequeños puntos rojos son cuásares en forma de crisálida, esperando a emerger de sus capullos”, escribe.

“Antes de obtener estas masas más pequeñas, la interpretación de los pequeños puntos rojos como agujeros negros supermasivos indicaba que estos agujeros negros tenían masas desproporcionadamente grandes comparadas con el resto de su galaxia”, añade el astrofísico Héctor Vives. Este resultado vendría a resolver esta contradicción, comenta, pero hay otros trabajos en fases preliminares que apuntan a que esta interpretación no resulta satisfactoria, ya que miden con otros métodos una masa mayor en la región central, y si no está en el agujero negro debía suplirse con una cantidad de estrellas demasiado grande para un volumen tan pequeño.

Misteriosos “lunarcitos” primitivos

Isabel Márquez, investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), recuerda que el problema de estos “lunarcitos rojos”, como ella los llama, es que tenían una luminosidad tan alta que no se podía explicar con formación normal de estrellas. “Después se pensó que eran galaxias activas, pero no emitían rayos X y los lunarcitos tenían masas muchísimo más grandes de lo que les tocaba, ¿qué estaba pasando?”, relata.

“Los autores creen que no estábamos midiendo bien la masa del agujero negro, porque en su interior se estaba produciendo una dispersión de luz o de electrones en un medio muy denso”, asegura Márquez. El resultado, opina, hace más sencillo encajarlo en los modelos cosmológicos, pero eso no significa que no haya todavía muchísimos cabos sueltos. “Lo que han analizado son solo 12 objetos, es una idea original, pero yo creo que le falta todavía elaboración y, sobre todo, trabajar con muestras más grandes”, asegura.

Lo que han analizado son solo 12 objetos, es una idea original, pero yo creo que le falta todavía elaboración y, sobre todo, trabajar con muestras más grandes

Isabel Márquez — Investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC)

Pablo G. Pérez González, investigador del Centro de Astrobiología (CAB-INTA-CSIC) que estudia estos mismo objetos, asegura que este artículo revisa a la baja la masa de los agujeros negros, argumentando que estamos viendo como empiezan a formarse y están rodeados de una gran cantidad de gas muy denso. “Ahora bien, ¿por qué se están formando tan rápidamente y tan temprano en la vida del universo?”, se pregunta. “Quizás provienen de estrellas muy masivas, con una masa equivalente a un millón de soles, cuando lo más masivo que conocemos son estrellas de unos 50 soles”. 

En su opinión, esas estrellas se convertirían en agujeros negros supermasivos muy rápido. O quizás estos se formaron directamente o había semillas para que se formaran poco después del Big Bang, como dice la hipótesis de los agujeros negros primordiales. “De todo ello hemos hablado durante décadas, pero no había ninguna prueba”, recuerda. “Quizás ahora sí estamos empezando a ver esas pruebas, incluida la detección de galaxias solo 100 millones de años después del Big Bang, algo que publicamos hace unos meses y podría estar relacionado. Pero no está clara todavía la naturaleza de los pequeños puntos rojos”.