En las imágenes del telescopio espacial James Webb apenas parece un pequeño punto rojo. Sin embargo, cuando los astrónomos analizaron su luz descubrieron que estaban frente a algo difícil de encajar en cualquier categoría conocida.
El objeto, denominado MoM-BH*-1, existía cuando el universo tenía aproximadamente 660 millones de años y presenta simultáneamente características que recuerdan a una estrella gigantesca y señales propias de un agujero negro en crecimiento. El estudio acaba de publicarse en Nature.
Pero no es una estrella convencional con un agujero negro simplemente metido dentro.
Una “estrella” del tamaño del sistema solar
El modelo que mejor reproduce las observaciones coloca en el centro un agujero negro activo rodeado por una envoltura extremadamente densa de hidrógeno, extendida aproximadamente entre 10 y 100 unidades astronómicas. Eso significa que todo el sistema podría tener dimensiones comparables con las del sistema solar.
En una estrella normal, la gravedad comprime el gas mientras la fusión nuclear del núcleo proporciona la energía que termina escapando por su superficie.
Aquí ocurriría algo parecido, pero sustituyendo la fusión por la materia que cae hacia el agujero negro.
El gas actuaría como una especie de falsa atmósfera estelar, absorbiendo, dispersando y reemitiendo la enorme cantidad de energía generada cerca del agujero negro. Por eso, visto desde lejos, el resultado puede parecerse más a una estrella gigantesca que al típico disco de acreción alrededor de un agujero negro.
MIT resume lo extremo del objeto señalando que su luminosidad está muy por encima de lo que podría mantenerse mediante fusión nuclear en una estrella conocida.
Su luz fue la pista que delató que algo no encajaba
La clave está en una característica denominada salto de Balmer.
Cuando los investigadores analizaron MoM-BH*-1 con NIRSpec, observaron una caída de brillo extraordinariamente fuerte en determinadas longitudes de onda. Su intensidad alcanza aproximadamente 7,7, cuando incluso poblaciones formadas por estrellas particularmente favorables a producir este efecto difícilmente superarían valores de 5.
Además, el objeto presenta líneas muy anchas de hidrógeno y absorciones que requieren densidades de gas extremas, de hasta alrededor de 10¹¹ átomos por centímetro cúbico en el modelo utilizado.
La conclusión de los autores es especialmente contundente: el espectro no parece poder explicarse únicamente mediante una población de estrellas.
Puede solucionar uno de los grandes misterios del James Webb
Desde que comenzó sus observaciones, el Webb ha encontrado multitud de objetos compactos y extraordinariamente rojos en el universo temprano. Se los conoce como Little Red Dots, y explicar qué son se ha convertido en uno de los debates más importantes surgidos alrededor del telescopio.
MoM-BH*-1 podría proporcionar una pista.
Los investigadores proponen que muchos de esos puntos rojos podrían contener agujeros negros jóvenes envueltos en capas densas de gas, combinados con la luz de sus galaxias anfitrionas. MoM-BH*-1 sería un caso especialmente limpio porque el agujero negro y su envoltura prácticamente eclipsan a la pequeña galaxia que los rodea.
Y podría explicar cómo aparecieron agujeros negros gigantes tan pronto
Hay otra consecuencia todavía más importante.
Los astrónomos han encontrado agujeros negros de alrededor de mil millones de masas solares cuando el universo tenía menos de 700 millones de años. El problema es explicar cómo pudieron crecer tanto en tan poco tiempo.
Una envoltura de gas extremadamente densa podría facilitar periodos de acreción super-Eddington, durante los cuales un agujero negro consume materia a velocidades superiores a las previstas por los modelos más simples.
Los autores advierten que el modelo todavía es idealizado y que la masa exacta del agujero negro depende fuertemente de las suposiciones utilizadas. El propio trabajo explora escenarios de crecimiento temprano en rangos aproximados de millones de masas solares.
Por eso el hallazgo no significa que los astrónomos hayan descubierto literalmente una nueva clase de estrella.
Es algo quizá más extraño: un agujero negro tan profundamente enterrado en gas que todo su entorno termina comportándose, desde nuestra perspectiva, como la superficie de una estrella gigantesca.
Fuente: Noticias de la Ciencia y la Tecnología.
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