Cómo se alimentan los agujeros negros supermasivos: el James Webb descubre descubre el mecanismo que los mantiene vivos
El telescopio espacial James Webb ha obtenido la evidencia más clara hasta la fecha de cómo un agujero negro supermasivo recibe el gas que necesita para seguir creciendo. El hallazgo confirma que enormes filamentos de gas, guiados por campos magnéticos, alimentan un disco giratorio que actúa como antesala del agujero negro y ayuda a explicar cómo estos gigantes regulan la evolución de las galaxias.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Ilustración conceptual de un agujero negro supermasivo comportándose como un gigantesco glotón cósmico: devora el gas que le llega a través de largos filamentos galácticos. La escena ilustra de forma metafórica el mecanismo de alimentación descubierto por el telescopio espacial James Webb. Crédito: IA-DALL-E / RexMolón Producciones
Los agujeros negros supermasivos parecen desafiar la lógica. Estos auténticos monstruos cósmicos, con masas equivalentes a millones o incluso miles de millones de soles, expulsan gigantescos chorros de energía que calientan el gas que los rodea hasta temperaturas extremas. En teoría, esa violencia debería cortar de raíz el suministro de materia del que dependen para seguir creciendo.
Sin combustible, tendrían que apagarse. Sin embargo, muchos permanecen activos durante millones de años, devorando gas de forma continuada y lanzando nuevas oleadas de energía al espacio.
Pero ¿cómo consiguen alimentarse si ellos mismos destruyen, aparentemente, su propia despensa?
Ahora, un equipo internacional de investigadores cree haber encontrado la respuesta gracias al telescopio espacial James Webb (JWST). Sus observaciones, que recoge la revista The Astrophysical Journal Letters, ofrecen la imagen más detallada obtenida hasta la fecha del recorrido que sigue el gas desde las regiones exteriores de una galaxia hasta las inmediaciones del agujero negro.
Es la primera vez que los científicos observan con tanta claridad el conducto de alimentación que conecta ambos extremos del proceso.
Qué es un núcleo galáctico activo
Prácticamente todas las grandes galaxias del universo albergan un agujero negro supermasivo en su centro: en la nuestra, la Vía Láctea, tenemos a Sagitario A* (Sgr A*). La mayoría permanece relativamente tranquila, pero cuando una gran cantidad de gas cae hacia ellos se convierten en algunos de los objetos más energéticos del cosmos.
En ese momento pasan a formar lo que los astrónomos denominan un núcleo galáctico activo (AGN, por sus siglas en inglés). Mientras el material gira a velocidades enormes antes de desaparecer tras el horizonte de sucesos, libera cantidades colosales de energía y produce chorros de partículas que pueden extenderse miles de años luz.
Chorros clave en la evolución galáctica
Lejos de ser un simple espectáculo, estos chorros desempeñan un papel fundamental en la evolución de las galaxias. Al calentar el gas interestelar dificultan el nacimiento de nuevas estrellas y regulan el crecimiento de toda la galaxia. En cierto modo, el agujero negro actúa como un termostato cósmico que controla el ritmo al que evoluciona su entorno.
Pero esa explicación siempre escondía una paradoja.
Si los chorros calientan el gas que rodea al agujero negro, ese mismo gas deja de enfriarse y de caer hacia el centro. Es decir, el mecanismo de regulación debería terminar privando al agujero negro del alimento que necesita para seguir activo.
Resolver ese círculo aparentemente imposible ha sido uno de los grandes desafíos de la astrofísica moderna.
La galaxia elíptica NGC 4696, en el centro del cúmulo de Centauro, aparece rodeada por una compleja red de filamentos de gas y polvo. Cortesía: NASA, ESA/Hubble, A. Fabian.
Qué ha descubierto exactamente el telescopio James Webb
Para intentar resolver el enigma, los investigadores dirigieron el James Webb hacia NGC 4696, la galaxia central del cúmulo de Centauro, que está situado a unos 145 millones de años luz de la Tierra. Se trata de uno de los mejores laboratorios naturales para estudiar la interacción entre un agujero negro supermasivo y la galaxia que lo alberga.
Durante casi ocho horas, el instrumento NIRSpec del telescopio registró con una precisión sin precedentes el movimiento del gas en las inmediaciones del agujero negro.
La resolución alcanzada resulta extraordinaria: permitió distinguir estructuras de apenas una treintena de años luz dentro de una galaxia cuyo diámetro supera ampliamente los ¡cien mil años luz!
Lo que apareció ante los ojos de los investigadores fue una auténtica sorpresa.
Los astrónomos ya conocían la existencia de una curiosa estructura con forma de S cerca del núcleo galáctico. Sin embargo, las nuevas observaciones revelan que ese remolino no era una simple nube de gas, sino un enorme disco giratorio de casi 800 años luz de diámetro que rodea directamente al agujero negro. En su interior, el gas alcanza velocidades cercanas a 600 kilómetros por segundo mientras gira alrededor del monstruo gravitatorio.
El «cordón umbilical» del agujero negro
El descubrimiento más importante llegó al analizar qué ocurría más allá de ese disco.
Las imágenes muestran que uno de los largos filamentos de gas que atraviesan la galaxia está físicamente conectado con el disco giratorio. No se trata de una simple alineación visual: los mapas de velocidad demuestran que el gas fluye a lo largo del filamento y termina desembocando de forma directa en el disco que alimenta al agujero negro.
Es, en cierto modo, como observar un gigantesco río cósmico que desemboca en un embudo antes de desaparecer para siempre.
Los investigadores llevaban décadas sospechando que estos filamentos podían actuar como canales de alimentación, pero hasta ahora nadie había conseguido seguir el recorrido completo del gas.
Las nuevas observaciones proporcionan precisamente esa pieza que faltaba: el vínculo directo entre las enormes estructuras de gas que recorren la galaxia y la región donde el agujero negro comienza realmente a devorar materia. El trabajo establece así la conexión que faltaba entre los procesos que ocurren a escalas de miles de años luz y los que tienen lugar en las inmediaciones del agujero negro, donde domina por completo la gravedad extrema.
La cantidad de información obtenida es tan grande que los propios investigadores reconocen que apenas están empezando a asimilarla.
«Las observaciones del James Webb nos están proporcionando miles de nuevos datos y mediciones, y puedo afirmar que es mucha información que asimilar —explica Megan Donahue, profesora distinguida de Física y Astronomía de la Universidad Estatal de Míchigan. Y añade—: Todos estamos trabajando juntos para responder a las grandes preguntas de la astrofísica sobre cómo estos agujeros negros obtienen su combustible y cómo interactúan con la galaxia que los alberga».
Detalle del núcleo de la galaxia NGC 4696. Sobre una imagen del telescopio espacial Hubble se superpone un mapa obtenido por el instrumento NIRSpec del James Webb que revela el gas cayendo hacia el agujero negro supermasivo. La característica estructura en forma de S corresponde al disco giratorio. Cortesía: NASA/ESA/CSA/STScI/J. Hlavacek-Larrondo et al. (2026)
El ciclo completo de alimentación de un agujero negro
El estudio no solo identifica el camino que sigue el gas, sino que permite reconstruir por primera vez todo el ciclo mediante el cual un agujero negro supermasivo regula su propia actividad.
Todo comienza cuando los chorros de energía expulsados por el agujero negro calientan el inmenso halo de gas que envuelve la galaxia. Aunque pueda parecer contradictorio, ese gas no permanece caliente para siempre. Con el paso del tiempo empieza a enfriarse, pierde estabilidad y acaba condensándose en enormes filamentos, algunos de apenas unos cientos de años luz de anchura, pero capaces de extenderse miles de años luz por el espacio.
Es entonces cuando entran en juego unos protagonistas invisibles: los campos magnéticos.
Según proponen los investigadores, estas estructuras magnéticas actúan como auténticos raíles cósmicos. Frenan parcialmente la rotación del gas, le hacen perder momento angular y lo obligan a dirigirse hacia el centro de la galaxia. En lugar de precipitarse directamente sobre el agujero negro, el material se acumula primero en el disco giratorio descubierto por el James Webb.
Ese disco funciona como una especie de depósito intermedio. Desde allí, el gas continúa cayendo lentamente hacia el agujero negro, alimentándolo de manera sostenida. El agujero negro vuelve entonces a expulsar enormes chorros de energía, que recalientan el gas circundante… y todo el proceso comienza de nuevo.
Los astrónomos creen que este mecanismo explica cómo estos gigantes consiguen mantenerse activos durante millones de años sin agotar nunca del todo su suministro de materia. Se trata de un sistema de autorregulación extraordinariamente eficiente que conecta escalas inmensas: desde filamentos que recorren miles de años luz hasta regiones situadas a escasa distancia del horizonte de sucesos del agujero negro.
🕳️ Así se alimenta un agujero negro
- El agujero negro expulsa potentes chorros de energía.
- Esos chorros calientan el gas que rodea la galaxia.
- Con el tiempo, parte de ese gas vuelve a enfriarse.
- El gas se condensa formando enormes filamentos.
- Los campos magnéticos frenan su rotación y lo canalizan hacia el centro galáctico.
- El gas cae sobre un disco giratorio que rodea al agujero negro.
- Ese disco alimenta de forma continua al agujero negro.
- El agujero negro vuelve a expulsar chorros de energía… y el ciclo comienza de nuevo.
El papel de los campos magnéticos
Las observaciones del James Webb, por sí solas, ya suponían un avance espectacular. Pero el equipo quiso comprobar si esa interpretación también podía reproducirse mediante modelos físicos.
Para ello recurrieron a simulaciones magnetohidrodinámicas de última generación, que son capaces de recrear el comportamiento del gas, la gravedad y los campos magnéticos alrededor de un agujero negro supermasivo. Los resultados fueron sorprendentes.
En el ordenador, el gas evolucionó prácticamente igual que en las imágenes obtenidas por el telescopio espacial. Los filamentos se formaban al enfriarse el gas caliente, perdían velocidad de rotación debido a la acción de los campos magnéticos y terminaban alimentando un disco giratorio muy similar al observado alrededor del agujero negro de NGC 4696.
La coincidencia entre las simulaciones y las observaciones proporciona un respaldo independiente muy sólido a la hipótesis propuesta.
«Ha sido realmente emocionante participar en este proyecto —afirma Mark Voit, profesor de Física y Astronomía de la Universidad Estatal de Míchigan. Y continúa—: Los cálculos realizados por nuestro grupo predecían que los campos magnéticos debían ayudar a alimentar los mayores agujeros negros del universo canalizando hacia ellos el gas frío, y resulta increíble ver que eso está ocurriendo exactamente en las imágenes obtenidas por el James Webb».
Una pieza que faltaba desde hace décadas
Aunque desde hace años los astrónomos sospechaban que el gas frío desempeñaba un papel esencial en la alimentación de los agujeros negros supermasivos, demostrarlo observacionalmente era harto difícil.
Las regiones implicadas son diminutas comparadas con el tamaño de una galaxia y permanecen ocultas entre enormes cantidades de gas caliente, polvo y estrellas. Hasta ahora los telescopios solo permitían observar fragmentos aislados del proceso: o bien los grandes filamentos distribuidos por la galaxia, o bien el entorno inmediato del agujero negro.
Lo que faltaba era precisamente la conexión entre ambas escalas.
Las observaciones realizadas con el espectrógrafo NIRSpec del James Webb permiten seguir el movimiento del gas con una resolución sin precedentes y muestran que los filamentos no terminan de forma caótica, sino que desembocan directamente en un disco circunnuclear en rotación. Esa conexión física constituye la pieza que llevaba décadas buscando la comunidad astronómica.
Los gigantescos chorros de partículas y energía expulsados por el agujero negro supermasivo de una galaxia pueden extenderse cientos de miles de años luz e influyen decisivamente en la evolución de su entorno. Cortesía: ESA / Hubble & NASA.
Qué significa este hallazgo para entender la evolución de las galaxias
El hallazgo tiene implicaciones que van mucho más allá del estudio de un único objeto.
Hoy sabemos que los agujeros negros supermasivos desempeñan un papel decisivo en la evolución de las galaxias. Aunque ocupan una región diminuta en comparación con el tamaño galáctico, la energía que liberan puede determinar cuántas estrellas nacen, cómo se distribuye el gas interestelar e incluso el aspecto final de la galaxia miles de millones de años después.
Comprender cómo se alimentan significa comprender también cómo regulan el crecimiento de las galaxias y, en última instancia, cómo ha evolucionado gran parte del universo visible.
Los resultados sugieren además que este mecanismo podría no ser exclusivo de NGC 4696. Los autores señalan que estructuras muy parecidas ya se habían identificado en la galaxia NGC 1275, situada en el cúmulo de Perseo, lo que apunta a que este sistema de alimentación mediante filamentos y discos circunnucleares podría ser un proceso común en muchas galaxias con agujeros negros activos.
Qué aporta este estudio respecto a investigaciones anteriores
Desde el inicio de sus operaciones científicas, el telescopio espacial James Webb ha revolucionado campos tan diversos como la formación de las primeras galaxias, el estudio de atmósferas de exoplanetas o el nacimiento de las estrellas.
Ahora añade otro logro a esa lista: ofrecer la visión más completa obtenida hasta la fecha de cómo un agujero negro supermasivo consigue mantenerse alimentado sin destruir su propia fuente de combustible.
Lo que durante décadas fue un rompecabezas teórico comienza a adquirir una forma mucho más clara. Los enormes filamentos de gas que serpentean por las galaxias no son simples estructuras decorativas: constituyen auténticas autopistas cósmicas que transportan materia hacia el centro galáctico. Allí, guiado por la gravedad y por los campos magnéticos, el gas forma un disco giratorio antes de precipitarse hacia el agujero negro.
En cierto modo, el James Webb ha conseguido captar el equivalente astronómico a un sistema circulatorio: una red que lleva el alimento hasta uno de los objetos más extremos del universo y mantiene en funcionamiento un ciclo que, durante millones de años, determina el destino de galaxias enteras. Ese cordón umbilical cósmico, buscado durante décadas, acaba de quedar al descubierto.▪️(15-julio-2026)
PREGUNTAS & RESPUESTAS: Agujeros Negros y Alimentación
🕳️ ¿Qué es un agujero negro supermasivo?
Es un agujero negro situado en el centro de una galaxia cuya masa puede ser millones o miles de millones de veces mayor que la del Sol.
🕳️ ¿Cómo se alimenta un agujero negro?
Capturando gas, polvo y, en ocasiones, estrellas cercanas. Antes de caer en su interior, ese material forma un disco de acreción que gira a enorme velocidad.
🕳️ ¿Qué ha descubierto el James Webb?
Ha observado por primera vez el flujo continuo de gas que conecta los grandes filamentos de una galaxia con el disco que alimenta un agujero negro supermasivo.
🕳️ ¿Qué papel desempeñan los campos magnéticos?
Canalizan el gas, reducen su momento angular y favorecen que alcance el disco circunnuclear desde el que finalmente cae hacia el agujero negro.
🕳️ ¿Dónde se realizó la observación?
En la galaxia NGC 4696, situada en el cúmulo de Centauro, a unos 145 millones de años luz de la Tierra.
🕳️ ¿Por qué es importante este descubrimiento?
Porque ayuda a explicar cómo los agujeros negros pueden permanecer activos durante millones de años y cómo influyen en la evolución de las galaxias.
LO MÁS IMPORTANTE DEL ESTUDIO, EN 30 SEGUNDOS
El James Webb ha observado por primera vez el flujo continuo de gas que alimenta un agujero negro supermasivo.
Los filamentos de gas conectan directamente la atmósfera de la galaxia con un disco que rodea al agujero negro.
Los campos magnéticos desempeñan un papel esencial al canalizar el gas hacia el centro galáctico.
El descubrimiento resuelve una incógnita que llevaba décadas abierta sobre cómo se alimentan los agujeros negros activos.
Las simulaciones por ordenador reproducen con gran precisión las observaciones realizadas por el James Webb.
El hallazgo ayuda a comprender cómo los agujeros negros regulan la formación de estrellas y la evolución de las galaxias.
Información facilitada por la Universidad de Míchigan
Fuente: Julie Hlavacek-Larrondo et al. JWST Reveals How Black Holes are Fed: Kiloparsec-scale Multiphase Filaments Feed Subkiloparsec Circumnuclear Disks. The Astrophysical Journal Letters (2026). DOI: 10.3847/2041-8213/ae81ae
