Astrónomos descubren el origen de misteriosos “puntos rojos” en el universo

El Telescopio Espacial James Webb ha permitido a científicos observar pequeños puntos rojos en las profundidades del cosmos, una presencia que intrigó durante años a la comunidad científica y que ahora, según investigadores de la Universidad de Copenhague, ha sido explicada como una manifestación inédita de los agujeros negros primordiales.

Este hallazgo, publicado en la revista Nature, no solo resuelve un enigma en las imágenes del telescopio, sino que además ofrece claves sobre cómo estas entidades alcanzaron proporciones colosales cientos de millones de años después del Big Bang.

La explicación, obtenida tras dos años de exhaustivo análisis de las imágenes generadas por el Telescopio James Webb, modifica la percepción convencional sobre el origen y el crecimiento de los agujeros negros en las primeras fases del universo. Los científicos, encabezados por el profesor Darach Watson en el Centro del Amanecer Cósmico del Instituto Niels Bohr, pudieron constatar que estos puntos rojos corresponden a agujeros negros jóvenes, mucho menos masivos de lo que antes se suponía, rodeados por una cápsula de gas ionizado que consumen para su acelerado crecimiento.

Desde el lanzamiento y la entrada en funcionamiento del telescopio James Webb en diciembre de 2021, los astrónomos detectaron pequeñas manchas rojizas en sus primeras capturas, ubicadas a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. Estas estructuras destacaban entre las estrellas y galaxias, pero su naturaleza resultó enigmática desde el principio: eran evidentes cuando el universo tenía solo varios cientos de millones de años, y mil millones de años después, parecían desaparecer del registro visual.

La interpretación inicial planteaba que los puntos podían ser galaxias masivas surgidas muy poco tiempo después del Big Bang, una hipótesis que presentaba inconsistencias con la escala evolutiva esperada para esos conglomerados galácticos. Por este motivo, los investigadores persistieron en buscar una explicación alternativa que despejara la incógnita.

Watson explicó a través de la Universidad de Copenhague: “Los pequeños puntos rojos son agujeros negros jóvenes, cien veces menos masivos de lo que se creía, envueltos en una cápsula de gas que consumen para crecer. Este proceso genera un calor enorme que se refleja a través de la cápsula. Esta radiación a través de la cápsula es lo que les da su color rojo único”.

Este mecanismo implica que la radiación emitida por el material en proceso de ser absorbido —pero también expulsado en altas proporciones— alcanza temperaturas de millones de grados y brilla intensamente. Es esa luminosidad, filtrada y amplificada por la envoltura gaseosa que rodea al agujero negro, la responsable de la coloración en el espectro infrarrojo que identifica a estos puntos en las imágenes del James Webb.

Actualmente, se han identificado ya cientos de estos “pequeños puntos rojos”, lo que refuerza la idea de que los agujeros negros jóvenes fueron comunes en los albores del universo observable. Aunque son de los más pequeños jamás detectados, cada uno puede tener una masa de hasta 10 millones de veces la del Sol y un diámetro aproximado de diez millones de kilómetros.

La dinámica de crecimiento de estos agujeros negros, descrita por Watson, se caracteriza por una alimentación desordenada: el gas circundante se precipita hacia el agujero formando un disco o embudo que, al acelerar y comprimirse, genera temperaturas extremas. Sin embargo, el agujero negro absorbe solo una fracción menor del gas disponible. La mayor parte es expulsada violentamente desde sus polos debido a la intensa radiación generada en el proceso. Este comportamiento llevó al equipo de investigación a calificarlos como "comedores desordenados“.

El conocimiento actual reconoce la presencia de agujeros negros supermasivos en el centro de galaxias, como la propia Vía Láctea, cuyo ejemplar supera cuatro millones de veces la masa del Sol. Pese a ello, persisten numerosas incógnitas respecto a la formación y evolución de estas estructuras en el contexto cosmológico temprano.

Los datos obtenidos en este trabajo ofrecen pistas directas sobre la rapidez con que algunos agujeros negros primitivos alcanzaron masas comparables a “mil millones de veces la de nuestro Sol” antes de que el universo cumpliera setecientos millones de años. Esta velocidad de crecimiento acelerado, sustentada por la densa reserva de gas ionizado que los envolvía en sus primeras etapas, constituye parte de la respuesta buscada durante décadas en la astrofísica.

El profesor Watson sintetizó el valor del hallazgo con una declaración recogida en la publicación: “Hemos capturado los agujeros negros jóvenes en pleno crecimiento acelerado, en una etapa que no habíamos observado antes. El denso capullo de gas que los rodea les proporciona el combustible que necesitan para crecer muy rápidamente”.