El telescopio James Webb detectó una estrella que ayuda a entender cómo nacen las primeras galaxias

El telescopio James Webb permitió identificar la evidencia más consistente hasta ahora sobre la existencia de una estrella de agujero negro en el universo temprano, según un estudio publicado en The Astrophysical Journal liderado por Vasily Kokorev.

Este hallazgo, obtenido a partir del análisis del objeto GLIMPSE-17775, localizado detrás del cúmulo de galaxias Abell S1063, refuerza el modelo teórico que explica cómo algunos núcleos galácticos crecen rápidamente y arroja nuevas luces sobre la evolución inicial de las galaxias.

La investigación muestra que GLIMPSE-17775 reúne por primera vez múltiples señales espectrales clave, entre ellas el llamado “bosque de hierro” y líneas ensanchadas por dispersión electrónica, que solo pueden explicarse por la presencia de un agujero negro en rápido crecimiento envuelto en un capullo de gas denso y parcialmente ionizado.

Según el artículo de The Astrophysical Journal y datos de la NASA, este descubrimiento aporta pruebas directas que antes no se habían obtenido al mismo tiempo en un único objeto, lo que permite descartar otras explicaciones y marca un avance importante en la comprensión de estos fenómenos.

El término estrella de agujero negro designa a un objeto ultracompacto con un agujero negro masivo rodeado por una envoltura densa de gas parcialmente ionizado, que resplandece al captar materia de su entorno y transforma la luz proveniente de las inmediaciones del agujero negro.

La sensibilidad infrarroja del telescopio James Webb ha sido fundamental para detectar esta mezcla de señales propias tanto de las estrellas como de los agujeros negros, según explica el equipo dirigido por Kokorev en The Astrophysical Journal.

GLIMPSE-17775 y su entorno en el universo temprano

GLIMPSE-17775 fue identificado en la región magnificada tras el cúmulo de galaxias Abell S1063, a un desplazamiento al rojo de 3,5, lo que corresponde a solo 1.800 millones de años después del Big Bang.

El telescopio James Webb aportó un espectro de 30 horas, que, gracias al efecto de lente gravitacional, equivale a 80 horas de observación, lo que permitió obtener el nivel de detalle espectral más alto conseguido hasta la fecha para uno de estos llamados “puntos rojos”.

El análisis reveló más de 40 líneas espectrales diferentes, registrando numerosas combinaciones de emisión y absorción que superan lo encontrado en objetos similares y respaldan el escenario de una estrella de agujero negro. GLIMPSE-17775 se distingue porque reúne de manera simultánea todos los signos necesarios para confirmar este modelo en una sola fuente, lo que lo convierte en una oportunidad única para evaluar la naturaleza real de estos objetos.

La ubicación privilegiada del objeto, sumada al “efecto lupa” de la lente gravitacional y a datos complementarios del telescopio Hubble, facilitó el estudio detallado de su forma y composición espectral. La intervención de la galaxia anfitriona y la intensidad de las líneas detectadas han permitido descartar otras hipótesis, como la de una galaxia inusualmente masiva o una nube de polvo.

La evidencia que apunta a una estrella de “agujero negro”

Según la publicación en The Astrophysical Journal, el espectro de GLIMPSE-17775 contiene una amplia variedad de líneas de hidrógeno, oxígeno y helio, con formas y proporciones que solo pueden explicarse por una envoltura extremadamente densa de gas alrededor de un agujero negro en crecimiento. El ensanchamiento de las líneas, atribuido a la dispersión electrónica, confiere perfiles que no se ajustan al comportamiento habitual del movimiento térmico o rotacional.

Un elemento decisivo es la detección de 16 líneas de hierro —definidas como un “bosque de hierro”— y ciertas líneas de oxígeno, cuya existencia requiere una fuente energética muy intensa, propia de un agujero negro que acumula materia a gran velocidad. También se observaron absorciones y fluorescencia de helio, junto con un “salto de Balmer” inusualmente débil, lo cual fortalece la hipótesis de un capullo de gas parcialmente ionizado envolviendo el agujero negro.

Además, la escasa emisión en rayos X de estos objetos refuerza el modelo de la estrella de agujero negro, ya que el gas denso impediría la salida de este tipo de radiación. El equipo científico, combinando todos estos indicios espectrales, pudo rechazar con mayor certeza alternativas como la de galaxias extremadamente masivas o fuentes de polvo dominante.

Qué significa este hallazgo para la astronomía actual

El descubrimiento de una estrella de agujero negro como GLIMPSE-17775 responde a uno de los enigmas centrales sobre la formación de agujeros negros supermasivos en el universo temprano. Las explicaciones sobre los llamados “puntos rojos” anteriormente se dividían entre distintas teorías, pero hasta ahora ninguna había reunido suficientes pruebas directas en un solo caso.

“Parte de la comunidad científica empieza a coincidir en que estos ‘puntos rojos’ pueden explicarse por el modelo de estrella de agujero negro. Sin embargo, hasta ahora no se habían recogido todas las evidencias en un solo objeto”, afirmó Kokorev, autor principal, en declaraciones recogidas por The Astrophysical Journal.

El artículo destaca que la coincidencia entre los datos observados y los modelos teóricos resulta notable: “Todo encaja, nada está fuera de sitio, y eso mejora aún más el rompecabezas de nuestro universo”, señaló Kokorev. El equipo recuerda, sin embargo, que la naturaleza central de estos objetos sigue en debate.

“Aunque pensamos que es un agujero negro el que alimenta estas fuentes, existen teorías alternativas en discusión, lo cual resulta estimulante”, añadió.

De acuerdo con el estudio, la integración de cinco indicadores espectroscópicos independientes en un solo objeto consolida un marco nuevo para entender la rápida formación de agujeros negros y aporta evidencia sólida y complementaria a favor del llamado escenario del “capullo denso”.