Un fenómeno registrado por primera vez podría explicar el origen de los agujeros negros supermasivos
James Webb ha registrado un suceso que podría explicar cómo aparecieron los agujeros negros supermasivos en el universo.
En 2021, se lanzó el Telescopio Espacial James Webb con la misión de responder algunas de las preguntas sin respuesta de la astronomía. Las principales consistían en observar las primeras galaxias del universo para determinar cómo se formaron y cómo eran las primeras estrellas. El James Webb también se lanzó con la misión de comprender cómo surgieron los agujeros negros supermasivos y cómo llegaron al centro de las galaxias.
Desde su inicio en 2022, James Webb ha encontrado varias pistas para responder a estas preguntas. La más notable fue la observación de que las galaxias en el universo temprano ya eran mucho más grandes de lo esperado. Los agujeros negros supermasivos también eran más grandes y ya habitaban los centros de las galaxias. Como resultado, varias hipótesis se descartaron con el paso de los años, y algunas adquirieron mayor relevancia dentro de la comunidad científica.
De confirmarse, esta podría ser la pieza faltante para explicar cómo se formaron tan rápidamente los agujeros negros supermasivos gigantes en el universo primitivo.
Agujeros negros supermasivos
Los agujeros negros supermasivos alcanzan masas de millones a miles de millones de veces la masa del Sol. Cada galaxia tiene un agujero negro supermasivo en su centro. La propia Vía Láctea alberga un agujero negro de 4 millones de masas solares llamado Sgr A*. La presencia de un agujero negro supermasivo se puede observar por su efecto sobre las estrellas circundantes.
Otro agujero negro supermasivo que se ha estudiado en detalle es M87*, un agujero negro de 7 mil millones de masas solares ubicado en el centro de la galaxia M87. A pesar de décadas de observación, aún desconocemos cómo se forman ni cómo llegaron al centro de las galaxias. Actualmente, la hipótesis más aceptada es la llamada hipótesis del colapso directo, ya que explica cómo estos objetos ya existían en el universo primitivo.
Colapso directo
Una de las primeras hipótesis sobre el origen de estos agujeros negros fue que se formaron cuando agujeros negros más pequeños se alimentaron y fusionaron con el tiempo. Sin embargo, las observaciones de agujeros negros supermasivos en el universo temprano muestran que no habría habido tiempo para que estos objetos alcanzaran el tamaño que ya tenían en ese momento. Por lo tanto, la hipótesis del colapso directo ha sido la preferida por los astrónomos.
El colapso directo ocurre cuando, bajo ciertas condiciones, enormes nubes de gas colapsan rápidamente por efecto de la gravedad, formando un agujero negro relativamente grande. Este proceso sería mucho más eficiente que el lento crecimiento de un agujero negro formado por una estrella. Esto explicaría cómo surgieron los agujeros negros supermasivos en etapas tan tempranas de la historia del universo.
Galaxia infinita
Esta semana, la NASA publicó las observaciones realizadas por James Webb de un objeto llamado Galaxia del Infinito. El objeto recibe este nombre porque está formado por dos galaxias que colisionan, formando el símbolo del infinito. Las dos galaxias en fusión son galaxias espirales, y cada una tiene un agujero negro supermasivo en su centro.
Hold onto your Gauntlet, Webb may have observed the birth of a supermassive black hole in the Infinity Galaxy - between the nuclei of two merging galaxies. https://t.co/u0fdUuAaCl pic.twitter.com/MmTHHIr8pf
— NASA Webb Telescope (@NASAWebb) July 15, 2025
Lo que nos llamó la atención fue la observación de un tercer agujero negro supermasivo que no se encuentra en el centro de ninguna de las dos galaxias. Se encuentra en una región gaseosa justo en el borde de la intersección de ambas galaxias. Estudios han demostrado que este agujero negro se formó allí mismo, mediante el colapso directo de una nube de gas. De confirmarse, esta será la primera observación del proceso que podría explicar la formación de los agujeros negros supermasivos.
Observación del fenómeno por primera vez
Para descartar otras posibilidades, los astrónomos que estudiaban la Galaxia del Infinito analizaron datos para probar otras hipótesis. Una de ellas era que el agujero negro provenía de una tercera galaxia o se había escapado de otra región. Ambas ideas se descartaron cuando los datos mostraron que el agujero negro supermasivo tenía una velocidad similar a la del gas circundante, lo que sugería que su origen estaba allí.
Los datos indican que dos galaxias espirales colisionaron, comprimiendo y calentando el gas de sus galaxias. Esto creó una región muy densa que colapsó formando un agujero negro. Algunas evidencias que respaldan esta hipótesis son la observación de una región de gas ionizado que rodea el agujero negro y el hecho de que este se encuentra activo, es decir, se alimenta de la materia que lo rodea.