Científicos descubren impresionante agujero negro: devora materia con rapidez

Un agujero negro es un objeto astronómico con una fuerza gravitatoria tan intensa que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de él. La "superficie" de un agujero negro, conocida como el horizonte de sucesos, marca el límite donde la velocidad necesaria para evadir su atracción supera la velocidad de la luz-

Existen diferentes tipos de agujeros negros, como los de masa estelar, que se forman cuando una estrella masiva agota su combustible y colapsa bajo su propia gravedad. También están los agujeros negros supermasivos, que se encuentran en el centro de la mayoría de las galaxias grandes, incluida la Vía Láctea.

Entre los tipos de objetos que se han encontrado en tantos años investigando estos agujeros, un equipo de astrónomos liderados por el Observatorio Internacional Gemini/NSF NOIRLab, ha identificado un agujero negro supermasivo que está "devorando" materia a una velocidad asombrosamente alta, mucho más allá de los límites teóricos establecidos por la física. Este agujero negro, conocido como LID-568, se encuentra en una galaxia que existió solo 1.500 millones de años después del Big Bang, lo que lo sitúa en una etapa extremadamente temprana de la evolución del universo.

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Un gran agujero negro en el universo temprano

El hallazgo fue realizado mediante el uso del potente telescopio espacial James Webb (JWST), que permitió a los astrónomos observar una población de galaxias que emiten intensos rayos X, pero que son invisibles en otros rangos del espectro como el visible o el infrarrojo cercano. Gracias a la capacidad única del JWST para detectar emisiones débiles en el infrarrojo, el equipo fue capaz de estudiar esta región distante del cosmos.

LID-568 destaca entre otros agujeros negros descubiertos en el universo temprano debido a su espectacular emisión de rayos X. Mientras que la mayoría de los agujeros negros en esta época eran invisibles o muy débiles en esta parte del espectro, LID-568 emergió como un caso singular por su rapidez inusual.

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Este descubrimiento se publicó en la revista Nature Astronomy el 4 de noviembre de 2024, y fue una sorpresa para los investigadores, quienes inicialmente dudaron de la exactitud de sus mediciones. Al observar la región circundante a LID-568 con el instrumento NIRSpec del JWST, los científicos no solo confirmaron la presencia de este agujero negro, sino que también descubrieron potentes flujos de gas emanando de su centro.

Estos flujos fueron tan grandes y rápidos que los astrónomos comenzaron a reconsiderar la historia del crecimiento de este agujero negro. De acuerdo con sus observaciones, una fracción significativa de la masa de LID-568 parece haber sido acumulada en un solo episodio de rápida acreción, un fenómeno extremadamente raro y misterioso.

Consume materia a una velocidad impresionante

Lo más desconcertante del hallazgo es que LID-568 está consumiendo materia a una velocidad más de 40 veces superior al límite de Eddington, un valor teórico que establece la tasa máxima a la que un agujero negro puede absorber materia sin que la presión de radiación generada por la acreción impida que siga "tragando" más material.

El límite de Eddington es crucial porque, de superarse, un agujero negro podría volverse inestable o incluso expulsar la materia en lugar de acumularla. Sin embargo, LID-568 no solo ha superado este límite, sino que lo ha hecho de una manera tan extrema que los investigadores lo consideran un caso excepcional.

NOIRLab/NSF/AURA/J. daSilva/M. Zamaní

"Este caso demuestra que un mecanismo de alimentación rápida por encima del límite de Eddington podría ser una de las explicaciones de por qué algunos agujeros negros en el universo temprano son tan masivos, incluso en las primeras etapas de la evolución del cosmos", comentó Julia Scharwächter, astrónoma del Observatorio Internacional Gemini y coautora del estudio, a la revista mencionada.

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El caso atrajo nuevas hipótesis sobre los agujeros negros

Este descubrimiento también abre nuevas posibilidades sobre el origen de los agujeros negros supermasivos, aquellos que se encuentran en el centro de las grandes galaxias. La teoría más aceptada hasta ahora sostiene que estos agujeros negros se formaron a partir de "semillas" más pequeñas, que podrían haber surgido de la muerte de las primeras estrellas del universo o del colapso directo de grandes nubes de gas. Sin embargo, hasta ahora, esta hipótesis carecía de evidencia observacional sólida.

"Nuestro estudio sugiere que, durante los primeros momentos del universo, los agujeros negros pudieron haber crecido mucho más rápido de lo que pensábamos, lo que permite explicar su presencia en épocas tan tempranas", afirmó Suh Hyewon, astrónoma principal del estudio.

Getty Images

Algunos científicos sugieren que este fenómeno podría ser una prueba temprana de cómo se genera la energía oscura, una misteriosa forma de energía que impulsa la expansión acelerada del universo. El proceso de "alimentación extrema" de los agujeros negros podría estar vinculado a la liberación de grandes cantidades de energía, lo que llevaría a una interpretación aún más fascinante: la posibilidad de que estos agujeros negros estén relacionados con una suerte de "Big Bang a la inversa", una inversión de los procesos que dieron lugar al nacimiento del universo.

De confirmarse esta teoría, los agujeros negros como LID-568 podrían ofrecer pistas valiosas sobre la naturaleza de la energía oscura y el destino final del universo. Sin embargo, para corroborar estas ideas, los científicos planean realizar más observaciones a través del telescopio James Webb, que sigue siendo una herramienta clave para explorar los misterios del cosmos.