Durante décadas, los astrónomos veían señales que se describían como «explosiones más violentas del universo» sin poder explicar qué motor las impulsaba. Ahora, un nuevo análisis de datos del telescopio espacial Telescopio espacial James Webb apunta a unos culpables muy concretos agujeros negros supermasivos jóvenes envueltos en capullos de gas ionizado muy denso. El trabajo, publicado en la revista Nature, ofrece una explicación para estas fuentes extremas y resuelve un rompecabezas que llevaba cerca de medio siglo dando vueltas en la astrofísica.
Un rompecabezas cósmico
En las imágenes del James Webb, estas fuentes aparecen como minúsculos puntos rojos, tan compactos que cabrían dentro de una región pequeña de la Vía Láctea. Sus espectros muestran líneas muy anchas de hidrógeno y helio, una firma típica de gas en movimiento extremo cerca de un agujero negro.
Si se interpretan solo como gas girando a toda velocidad, las cuentas daban agujeros negros descomunalmente masivos para una época muy temprana del universo. En los últimos años, distintos equipos han debatido si se trataba de galaxias con brotes de formación estelar muy intensos o de núcleos activos de galaxias con un comportamiento fuera de lo común.
La clave estaba en la forma de la luz
El nuevo estudio se ha centrado en la forma detallada de esas líneas anchas, medidas con el espectrógrafo NIRSpec del James Webb. Al comparar diferentes modelos, el equipo vio que los datos encajan mejor con un perfil de tipo exponencial que con la clásica campana gaussiana asociada al llamado efecto Doppler, es decir, al movimiento del gas.
En palabras sencillas, la luz parece haberse ensanchado porque rebota una y otra vez en un mar de electrones dentro de un gas muy denso, no solo porque el gas se mueva deprisa.
Al descontar matemáticamente ese ensanchamiento extra, aparece un núcleo de línea mucho más estrecho y las masas estimadas para los agujeros negros bajan hasta un rango aproximado de cien mil a diez millones de veces la masa del Sol en lugar de parecer mucho mayores.
Agujeros negros en plena adolescencia cósmica
Con estas nuevas masas, los objetos encajan mejor en la relación conocida entre un agujero negro y la galaxia que lo alberga y dejan de ser «monstruos imposibles» para el universo temprano.
La interpretación que mejor cuadra con el conjunto de datos es que estamos viendo agujeros negros supermasivos muy jóvenes que engullen materia casi al límite de lo permitido por la física, enterrados en un capullo de gas ionizado que reemite gran parte de la energía en luz visible e infrarroja y apaga buena parte de la señal en rayos X y radio.
En la práctica, estos motores ocultos estarían detrás de algunas de las señales más violentas y luminosas que vemos en el universo lejano y ofrecen una pieza clave para entender cómo crecieron los primeros agujeros negros.
El estudio completo ha sido publicado en la revista Nature.
Foto: NASA
