Estos puntos son solo uno de los apasionantes misterios que han surgido de las observaciones del JWST sobre el universo primitivo. Otros incluyen agujeros negros que parecen increíblemente grandes para su edad, así como galaxias antiguas que desafían lo que creíamos saber sobre los primeros mil millones de años tras el Big Bang. Al principio, los científicos quedaron atónitos: el universo revelado por el JWST simplemente no encajaba con nuestra comprensión de la astrofísica. Ahora, una oleada de nuevas teorías ofrece soluciones tentadoras, pero cuál de ellas refleja la realidad es una cuestión aún por resolver.
Las ideas más recientes sugieren que esos pequeños puntos rojos podrían ser agujeros negros envueltos en una densa nube de gas, lo que posiblemente representaría un tipo de objeto completamente nuevo denominado "estrella de agujero negro", en el que la densa envoltura de gas emite luz como si fuera una atmósfera estelar.
"Este sería mi agujero negro", dijo Mason, dibujando un pequeño círculo y rellenándolo. "Quizá le ponga un disco, porque creemos que de ahí proviene parte de la emisión". Trazó una línea que atravesaba el centro del círculo. "Entonces, la imagen un tanto simplista es simplemente esta densa nube de gas alrededor del agujero negro". Dibujó un círculo más grande rodeando el objeto.
Pero Mason cree que estos enigmas cósmicos pueden esconder algo más. Ella y sus colegas analizaron recientemente el espectro de luz emitido por un pequeño punto rojo. Si la imagen de la nube densa fuera correcta, parte de la luz debería haberse alterado al atravesar el gas, aunque eso no es lo que observaron.
se ha vuelto más complicada gracias al JWST, que sigue detectando agujeros negros antiguos que son demasiado grandes para explicarlos con las teorías establecidas.Poco después del Big Bang, el universo era en gran medida liso y sin rasgos distintivos. Entonces, apenas unos cientos de millones de años más tarde, "ya vemos crecer agujeros negros con una masa de miles de millones de soles", sostiene Jenny Greene, astrofísica de la Universidad de Princeton. "Para que alcancen ese tamaño tan rápidamente, hay que hacer malabarismos".
Los científicos tienen en cuenta dos factores clave que influyen en el tamaño de un agujero negro: la masa que tenía la "semilla" del agujero negro en el momento de su origen y la rapidez con la que estas semillas crecieron a partir de entonces. Pero resulta difícil explicar cómo los agujeros negros se formaron ya con un tamaño suficiente o crecieron lo bastante rápido como para alcanzar mil millones de veces la masa del Sol en los primeros tiempos del universo.
En el universo actual, los agujeros negros se forman cuando el núcleo de una estrella masiva se queda sin combustible y colapsa. Teniendo en cuenta que las primeras estrellas eran bastante masivas, podrían haber dejado tras de sí "semillas" de agujeros negros de hasta unas 100 masas solares, explicó Greene.
"Sabemos que eso ocurre, pero es muy, muy difícil que alcancen los mil millones tan rápidamente", añadió. "Realmente hay que alimentarlos a la fuerza".
Históricamente, los científicos han creído que existe un límite estricto a la velocidad a la que pueden crecer los agujeros negros. A medida que la materia cae hacia el agujero negro, se calienta al girar alrededor de él, como el agua que se va por un desagüe. La radiación que produce este "disco de acreción" empuja hacia atrás el material que sigue llegando, impidiendo que el agujero negro consuma más. Este límite de ingesta, denominado límite de Eddington, debería hacer imposible que los agujeros negros crecieran decenas de millones de veces más en el tiempo disponible.
Sin embargo, simulaciones informáticas recientes sugieren que los agujeros negros podrían tener una especie de "puerta trasera". Si el disco de acreción se hincha de la forma adecuada, el gas entrante puede superar la presión de radiación. Dicha acreción provocaría que el gas se canalizara a velocidades extraordinarias.
Aun así, los astrónomos desconocen si habría habido suficiente gas a su alrededor para producir los agujeros negros más grandes. Algunos investigadores creen que antiguos y densos cúmulos estelares podrían haber creado numerosas "semillas" de agujeros negros que se fusionaron rápidamente.
O tal vez los agujeros negros supermasivos nunca se formaron a partir de estrellas. En este caso, colosales nubes de gas se habrían hundido directamente en un agujero negro. Este mecanismo de "colapso directo" puede dar lugar a una semilla con una masa unas 10,000 veces superior a la del Sol.
devorando materia a un ritmo de unas 40 veces el límite de Eddington. Si los agujeros negros de épocas más tempranas del tiempo cósmico también se alimentaron de esta manera, tal vez los más grandes de entre ellos comenzaron como semillas relativamente pequeñas.Artículo original reproducido con permiso de Quanta Magazine, una publicación editorialmente independiente de laFundación Simonscuya misión es mejorar la comprensión pública de la ciencia mediante la cobertura de los avances y tendencias de la investigación en matemáticas y en las ciencias físicas y biológicas.Adaptado por Andrea Baranenko.