El agujero negro más antiguo descubierto por el James Webb desafía las reglas cosmológicas por su tamaño monstruoso

En noviembre del pasado año salieron las primeras noticias de su existencia, pero ahora, con detalles publicados hoy por la revista Nature, el asombro científico es sideral. Astrónomos liderados por la Universidad de Cambridge analizan ahora el agujero negro más antiguo jamás observado, que data de los albores del universo, 'devorando' a su galaxia anfitriona. Este equipo utilizó el telescopio espacial James Webb (JWST) de NASA/ESA/CSA para detectar el agujero negro. Así pudieron analizar que data de más de 400 millones de años después del Big Bang, hace más de 13.000 millones de años. Dado que el universo tiene 13.700 millones de años, la edad de este agujero negro descubierto es de 13.200 millones de años.

Pero lo más sorprendente para los científicos, con todo, no es eso, es que es enorme: es 10 veces más grande que el agujero negro de nuestra Vía Láctea. Se cree que pesa entre el 10% y el 100% de la masa de todas las estrellas de su galaxia, según indica el autor principal del estudio, Akos Bogdan, del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica. Esto no se acerca en absoluto a la minúscula proporción de los agujeros negros en nuestra galaxia y otras cercanas: aproximadamente un 0,1%.

Los resultados que según el autor principal, el profesor Roberto Maiolino, son "un gran paso adelante", se publican ahora en la revista 'Nature'. El hecho de que este agujero negro sorprendentemente masivo (unos pocos millones de veces la masa de nuestro Sol) exista tan temprano en el universo desafía nuestras suposiciones sobre cómo se forman y crecen los agujeros negros.

"Se formó de forma muy temprana en el universo para ser un gigante así", apunta Priyamvada Natarajan, de la Universidad de Yale, quien participó en el estudio publicado en la revista 'Nature Astronomy'. Un artículo complementario apareció en 'The Astrophysical Journal Letters'. "Es sorprendente cómo esta cosa ya estaba en su lugar, con su galaxia, en una etapa tan temprana del universo", insiste la investigadora. Los expertos creen que el agujero negro se formó a partir de colosales nubes de gas que colapsaron en una galaxia contigua a una con estrellas: las dos galaxias se fusionaron y el agujero negro tomó el control.

Los astrónomos creen que los agujeros negros supermasivos que se encuentran en el centro de galaxias como la Vía Láctea crecieron hasta su tamaño actual a lo largo de miles de millones de años. Pero el tamaño de este agujero negro recién descubierto sugiere que podrían formarse de otras maneras: podrían "nacer grandes" o podrían comer materia a un ritmo cinco veces mayor de lo que se creía posible.

Según los modelos estándar, los agujeros negros supermasivos se forman a partir de restos de estrellas muertas, que colapsan y pueden formar un agujero negro de unas cien veces la masa del Sol. Si creciera de la forma esperada, este agujero negro recién detectado tardaría unos mil millones de años en crecer hasta alcanzar el tamaño observado. Sin embargo, el universo aún no tenía 1.000 millones de años cuando se detectó este agujero negro.

Como todos los agujeros negros, este joven agujero negro está devorando material de su galaxia anfitriona para impulsar su crecimiento. Sin embargo, se ha descubierto que este antiguo agujero negro devora materia con mucha más fuerza que sus hermanos de épocas posteriores.

La joven galaxia anfitriona, llamada GN-z11 es una galaxia compacta, unas cien veces más pequeña que la Vía Láctea, pero es probable que el agujero negro esté perjudicando su desarrollo. Cuando los agujeros negros consumen demasiado gas, lo empujan como un viento ultrarrápido.

Este "viento" podría detener el proceso de formación de estrellas, matando lentamente a la galaxia, pero también matará al agujero negro en sí, ya que también cortaría la fuente de "alimento" del agujero negro.

Maiolino dice que la sensibilidad de JWST significa que en los próximos meses y años se podrán encontrar agujeros negros aún más antiguos. Maiolino y su equipo esperan utilizar futuras observaciones del JWST para tratar de encontrar "semillas" más pequeñas de agujeros negros, lo que podría ayudarles a desenredar las diferentes formas en que podrían formarse los agujeros negros: si comienzan siendo grandes o si crecen rápidamente.