Cazados dos cuásares en colisión en el universo temprano: una fusión galáctica clave para entender el origen de los agujeros negros supermasivos
Dos de los objetos más brillantes del cosmos primitivo han sido sorprendidos en plena colisión, en un hallazgo que desafía lo que creíamos saber sobre el nacimiento de las galaxias. El sistema J2037–4537 ofrece una rara ventana al crecimiento acelerado de los agujeros negros supermasivos y a las violentas fusiones que dieron forma al universo.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Recreación artística de la colisión entre dos cuásares en el universo temprano: sus galaxias anfitrionas se entrelazan mientras los agujeros negros supermasivos en sus núcleos brillan intensamente y lanzan chorros de energía, unidos por un puente de gas y estrellas en plena fusión galáctica. Crédito: IA-DALL-E-RexMolón Producciones
Un hallazgo excepcional en el universo primitivo
En lo más profundo del cosmos, cuando el universo apenas tenía mil millones de años de existencua, dos gigantescos faros de luz están a punto de encontrarse. No son estrellas ni galaxias corrientes, sino cuásares, o sea, núcleos galácticos extremadamente brillantes alimentados por agujeros negros supermasivos.
Un nuevo estudio dirigido por Minghao Yue, astrofísico del Steward Observatory de la Universidad de Arizona (Estados Unidos), y publicado en arXiv confirma que estos dos objetos, separados por apenas unos miles de años luz, no son un espejismo gravitatorio ni una casualidad óptica, sino un sistema real en plena fusión galáctica.
Y ese hallazgo abre, como veremos más adelante, una ventana privilegiada a uno de los procesos más violentos —y más decisivos— en la historia del universo.
J2037–4537: dos cuásares separados 24.000 años luz
El protagonista de este descubrimiento es un sistema denominado J2037–4537, situado a un corrimiento al rojo de 5,7, lo que equivale a observarlo tal como era hace más de 12.800 millones de años. Es decir, estamos viendo una escena del universo primitivo, cuando las primeras galaxias masivas comenzaban a ensamblarse.
Allí, dos cuásares brillantes, separados entre sí la friolera de 24.000 años luz, lucen con una intensidad extraordinaria mientras sus galaxias anfitrionas se entrelazan en una danza gravitatoria destinada a culminar en una única estructura mayor.
La existencia de parejas de cuásares cercanos ya se conocía, pero son extremadamente raras, y más aún en épocas tan tempranas del uninverso. La razón es doble: por un lado, los cuásares son escasos en el universo joven; por otro, para que dos de ellos estén activos al mismo tiempo, cada agujero negro supermasivo —uno en el centro de cada una de las dos galaxias— debe estar alimentándose intensamente de gas, algo que no ocurre siempre durante una fusión de galaxias.
Sin embargo, cuando sucede, el sistema se convierte en un laboratorio natural para estudiar cómo crecen los agujeros negros supermasivos y cómo evolucionan las galaxias.
La prueba definitiva: no es una lente gravitatoria
Durante años, los astrónomos sospechaban que J2037–4537 podía ser una pareja real de cuásares, pero existía una alternativa más mundana: que se tratara de una única fuente duplicada por el efecto de lente gravitatoria. Este fenómeno, predicho por la relatividad general, ocurre cuando una galaxia masiva curva la luz de un objeto situado detrás de ella, lo que crea imágenes múltiples.
Para despejar esa duda, el equipo recurrió a uno de los instrumentos más potentes de la astronomía moderna: el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), en Chile.Gracias a su capacidad para observar en longitudes de onda milimétricas, el radiotelescopio más poderoso que existe en la Tierra permite detectar la emisión del polvo y del gas frío en las galaxias, y revelar la estructura de los sistemas con gran detalle.
Las observaciones fueron concluyentes. En las imágenes cosechadas se aprecia un puente de materia que conecta ambos cuásares, junto con estructuras irregulares y colas de marea, señales inequívocas de una interacción gravitatoria en curso. Nada de esto encaja con el patrón esperado en una lente gravitatoria, que produciría arcos o imágenes simétricas. La conclusión es clara: se trata de dos galaxias en colisión, cada una con su propio agujero negro activo.
Gigantes en crecimiento acelerado
Los datos revelan que no estamos ante objetos modestos. Cada uno de los agujeros negros tiene cientos de millones de masas solares, y sus galaxias anfitrionas son también masivas, con más de diez mil millones de masas solares. Además, están formando estrellas a un ritmo frenético, superior a quinientas masas solares por año, muy por encima del de la Vía Láctea actual.
Este frenesí de actividad no es casual. Las fusiones galácticas son conocidas por canalizar grandes cantidades de gas hacia el centro de las galaxias, alimentando tanto la formación estelar como el crecimiento de los agujeros negros. En este sentido, J2037–4537 encarna un momento clave en la evolución del universo: el instante en que dos sistemas masivos se combinan para formar uno aún mayor, mientras sus núcleos brillan intensamente.
Lo más llamativo es que ambos cuásares están activos al mismo tiempo. Eso sugiere que el proceso de fusión puede sincronizar, al menos temporalmente, la alimentación de los agujeros negros. Este tipo de sistemas ofrece pistas valiosas sobre cómo se encienden y apagan los cuásares, un fenómeno que aún no se comprende del todo.
Más fusiones en el universo temprano de lo esperado
Más allá del caso concreto, el hallazgo tiene implicaciones estadísticas importantes. A partir de este único sistema, los investigadores estiman que al menos un 1,2% de los cuásares en el rango de desplazamiento al rojo entre 5,5 y 6 forman parte de pares cercanos. Puede parecer una cifra pequeña, pero es significativamente mayor que la observada en épocas más recientes del universo, donde la fracción es del orden de una milésima.
Recordemos que el llamado desplazamiento al rojo —o redshift— es la herramienta clave que permite a los astrónomos situar este tipo de objetos en el tiempo y el espacio. Se produce cuando la luz de una galaxia o un cuásar se estira hacia longitudes de onda más largas a medida que el universo se expande, lo que indica que el objeto se aleja de nosotros. Cuanto mayor es ese desplazamiento, más distante y más antiguo es lo que observamos. En el caso de J2037–4537, con un valor de z = 5,7, significa que su luz ha viajado durante más de 12.800 millones de años, ofreciéndonos una imagen directa del universo cuando apenas empezaba a formar sus primeras grandes estructuras.
Dicho esto, el exceso de parejas de cuásares sugiere que las fusiones de galaxias eran más frecuentes o más eficaces para activar cuásares en el universo temprano. En otras palabras, los agujeros negros supermasivos podrían haber crecido más rápido de lo que predicen muchos modelos actuales.
El resultado encaja con otros descubrimientos recientes de sistemas similares, aunque todavía son escasos. En conjunto, apuntan a que el universo primitivo era un lugar mucho más dinámico y violento, donde las colisiones entre galaxias desempeñaban un papel central en la formación de estructuras.
Observaciones del sistema J2037–4537 con el radiotelescopio ALMA: en la imagen superior izquierda se aprecia la emisión de polvo en el infrarrojo lejano, donde destaca un puente de marea que conecta ambos cuásares (A y B), prueba de que sus galaxias están en plena fusión. A la derecha, la emisión de carbono ionizado ([C II]) confirma la estructura del sistema. En la parte inferior se muestran el campo de velocidades y la dispersión del gas, que revelan un entorno caótico y turbulento, característico de una colisión galáctica en curso. Cortesía: Minghao Yue et al.
El futuro: una danza hacia la fusión total
La historia de J2037–4537 no termina en su estado actual. Los cálculos indican que las dos galaxias terminarán fusionándose completamente en unos 130 millones de años, un suspiro en términos cósmicos. Después, sus agujeros negros continuarán acercándose hasta formar un sistema binario ligado gravitacionalmente, un proceso que podría tardar unos 2.000 millones de años.
Ese sistema final será una fuente de ondas gravitacionales de baja frecuencia, un tipo de señal que los astrónomos están empezando a detectar mediante redes de púlsares. De hecho, recientes experimentos han encontrado un fondo de ondas gravitacionales más intenso de lo esperado, y sistemas como J2037–4537 podrían ser parte de la explicación.
En este sentido, observar estas fusiones galácticas en etapas tempranas no solo ayuda a entender el pasado del universo, sino también a interpretar las señales que recibimos hoy en forma de ondas gravitacionales.
Un eslabón en la cadena cósmica
El estudio también compara este sistema con otro par de cuásares a un redshift aún mayor, z = 6,05. Aunque comparten características similares, como la presencia de puentes de marea, difieren en luminosidad y tasa de formación estelar.
Esta comparación sugiere que estamos viendo distintas fases de un mismo proceso evolutivo: desde fusiones galácticas más tranquilas hasta episodios más extremos como el de J2037–4537 .
En conjunto, estos hallazgos dibujan un panorama coherente: las fusiones de galaxias no solo eran comunes en el universo temprano, sino que desempeñaban un papel crucial en el crecimiento de los agujeros negros supermasivos y en la activación de los cuásares más brillantes.
Mirar atrás para entender el presente
La confirmación de este sistema marca un avance importante en la astronomía extragaláctica. No se trata solo de añadir un nuevo objeto a la lista, sino de abrir una vía para estudiar un fenómeno clave en condiciones extremas. Cada nuevo par de cuásares que se descubra permitirá afinar los modelos y comprender mejor cómo el universo pasó de ser un mar de gas primordial a la compleja red de galaxias que observamos hoy.
En última instancia, J2037–4537 es más que una curiosidad cósmica. Es una instantánea de un proceso fundamental: la construcción jerárquica del universo. Dos galaxias que se encuentran, dos agujeros negros que crecen, y un futuro en el que ambos acabarán fundiéndose en un solo coloso. Una historia que se ha repetido innumerables veces a lo largo de la historia cósmica, pero que rara vez tenemos la oportunidad de observar con tanta claridad.
Y, como ocurre a menudo en ciencia, cada respuesta abre nuevas preguntas, como estas: ¿Cuántos sistemas como este quedan por descubrir? ¿Hasta qué punto las fusiones galácticas impulsaron el crecimiento de los primeros agujeros negros? ¿Y qué nos dirán las ondas gravitacionales sobre su destino final?
Por ahora, dos puntos de luz en una esquina remota del cielo nos recuerdan que el universo, incluso en su infancia, ya era un lugar en constante transformación.▪️(26-abril-2026)
PREGUNTAS&RESPUESTAS: Cuásares y Fusiones
🔭 ¿Qué es un cuásar?
Un cuásar es el núcleo brillante de una galaxia activa, alimentado por un agujero negro supermasivo que absorbe materia.
🔭 ¿Qué significa que estén en fusión?
Significa que sus galaxias anfitrionas están colisionando y acabarán formando una sola galaxia más grande.
🔭 ¿Por qué es importante este descubrimiento?
Porque demuestra que las fusiones galácticas y los cuásares eran más comunes en el universo temprano de lo que se pensaba.
🔭 ¿Qué relación tiene con las ondas gravitacionales?
Cuando los agujeros negros se fusionen, emitirán ondas gravitacionales que pueden detectarse desde la Tierra.
🔭 ¿Cómo se ha observado este sistema?
Mediante el telescopio ALMA, que detecta gas y polvo en galaxias lejanas con gran precisión.
ASTROFÍSICA
Récord astronómico: cazado el cuásar más brillante y de crecimiento más rápido
Astrónomos descubren que el cuásar J0529-4351 es un gigantesco disco de gas y polvo de siete años luz de diámetro que tiene una masa de 17.000 millones de soles y come poco más de un Sol por día.
Fuente: Minghao Yue et al. A Close Quasar Pair in a Massive Galaxy Merger at z=5.7. arXiv (2026). DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2604.06504
