El James Webb resuelve el enigma de los «pequeños puntos rojos del cosmos»: son agujeros negros jóvenes
Durante más de dos años desconcertaron a los astrónomos: diminutos, rojizos y aparentemente imposibles en el universo primitivo. Ahora, el telescopio James Webb ha demostrado que los enigmáticos «pequeños puntos rojos del cosmos» son en realidad agujeros negros jóvenes, ocultos dentro de densos capullos de gas.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Ilustración artística de un little red dot: un agujero negro supermasivo joven en el universo primitivo, envuelto en un denso capullo de gas ionizado. Según las observaciones del telescopio James Webb, esta envoltura absorbe la radiación más energética y la reemite en tonos rojizos, dando lugar a los enigmáticos pequeños puntos rojos del cosmos cuya naturaleza acaba de ser esclarecida. Crédito: IA-DALL-E-©RexMolón Producciones
Durante los primeros meses de funcionamiento del telescopio espacial James Webb, en diciembre de 2021, una nueva clase de objetos empezó a desconcertar a los astrónomos de todo el mundo. Eran diminutos, extraordinariamente rojos y aparecían como simples puntos de luz en las imágenes más profundas del universo primitivo.
Pronto recibieron un nombre tan descriptivo como provisional: little red dots, pequeños puntos rojos. Su abundancia y sus extrañas propiedades los convirtieron en uno de los grandes enigmas de la cosmología más reciente. Ahora, un estudio publicado en la revista Nature aporta la explicación más completa hasta la fecha: esos objetos aparentemente imposibles son, en realidad, agujeros negros supermasivos muy jóvenes que evolucionan envueltos en densos capullos de gas ionizado.
«Los pequeños puntos rojos son agujeros negros jóvenes, cien veces menos masivos de lo que se creía hasta ahora, envueltos en un capullo de gas que están devorando para crecer —explica Darach Watson, profesor de la Universidad de Copenhague, en Dinamarca, y uno de los investigadores principales del estudio. Y añade—: Este proceso genera un calor enorme, que brilla a través del capullo. Esa radiación que atraviesa el gas es lo que da a los pequeños puntos rojos su característico color rojo».
Unos puntos rojos que no cuadran
El hallazgo no solo resuelve un rompecabezas observacional, sino que reescribe parte de la historia temprana del crecimiento de los agujeros negros. Durante años, uno de los mayores problemas de la cosmología ha sido explicar cómo pudieron formarse agujeros negros de millones o miles de millones de masas solares cuando el universo tenía apenas unos cientos de millones de años.
Las observaciones del James Webb parecían agravar el dilema: algunos de estos puntos rojos mostraban señales de actividad extrema, como líneas de emisión muy anchas, que sugerían agujeros negros enormes en galaxias diminutas. Algo no cuadraba en el relato.
«Son mucho menos masivos de lo que la gente pensaba anteriormente, así que no necesitamos invocar tipos completamente nuevos de fenómenos para explicarlos», subraya Watson.
Dispersión por electrones: la clave del enigma
El nuevo trabajo, liderado por Vadim Rusakov y sus colaboradores del Cosmic Dawn Center (DAWN) de Copenhague, propone una solución elegante: la mayor parte del ensanchamiento de esas líneas espectrales no se debe a movimientos violentos del gas orbitando al agujero negro, como se había asumido, sino a un efecto mucho más sutil y engañoso.
Se trata de la dispersión por electrones, un proceso en el que los fotones rebotan una y otra vez contra electrones libres en un gas extremadamente denso. Cada colisión modifica ligeramente su energía, y el resultado final es una línea espectral artificialmente ensanchada, con una forma característica.
El equipo analizó con detalle los espectros de una docena de estos objetos obtenidos por el espectrógrafo de infrarrojo cercano NIRSpec del James Webb. Al observar con suficiente precisión, las líneas de hidrógeno no mostraban la clásica forma gaussiana asociada al movimiento orbital, sino un perfil exponencial casi perfecto. En otras palabras: los astrónomos no estaban viendo gas girando a miles de kilómetros por segundo, sino luz que había atravesado una nube espesa de plasma ionizado.
Imágenes del telescopio James Webb de varios pequeños puntos rojos del cosmos: objetos extremadamente compactos y de tonalidades rojizas, visibles como simples puntos de luz en el universo primitivo. En algunos casos aparece una ligera nube de gas a su alrededor. Todos comparten características similares, aunque uno de ellos muestra una estructura inusual en forma de cruz. La barra blanca indica una distancia real de mil años luz. Cortesía: Rusakov, V., Watson, D., Nikopoulos, G.P. et al.
Agujeros negros jóvenes ocultos en capullos de gas
Este matiz lo cambia todo. Una vez descontado el efecto de la dispersión electrónica, las líneas intrínsecas resultan ser mucho más estrechas de lo que se creía. Eso implica que los agujeros negros centrales no son gigantes desproporcionados, sino objetos relativamente modestos, con masas de entre cien mil y diez millones de veces la del Sol. Siguen siendo supermasivos, pero son los más pequeños conocidos a esas distancias cósmicas, cuando el universo tenía entre 800 y 2.000 millones de años.
La imagen que emerge es la de agujeros negros en plena adolescencia cósmica. Se están alimentando a un ritmo frenético, cercano al límite de Eddington, pero aún no han tenido tiempo de despejar su entorno.
Permanecen enterrados dentro de un capullo casi esférico de gas ionizado, tan denso que bloquea la mayor parte de la radiación de alta energía. Esto explica por qué los little red dots emiten muy pocos rayos X y apenas muestran señales en radio, algo que durante años fue un argumento contra la hipótesis del agujero negro.
Por qué apenas emiten rayos X ni ondas de radio
Ese mismo capullo actúa como una especie de filtro cósmico. Absorbe la radiación ultravioleta producida por el disco de acreción —la estructura de gas y polvo que gira alrededor del agujero negro, antes de caer en él— y la reemite en forma de luz óptica, dominada por líneas de hidrógeno. El resultado es el peculiar espectro en forma de V que caracteriza a estos objetos y que había llevado a algunos investigadores a proponer explicaciones alternativas basadas en episodios extremos de formación estelar.
Pero el estudio muestra que ninguna población de estrellas, por exótica que sea, puede producir la enorme cantidad de radiación ionizante concentrada en regiones de apenas unos días luz de tamaño. Solo la acreción sobre un agujero negro puede generar tal potencia en un volumen tan pequeño. La física impone límites claros, y las estrellas, incluso las más masivas, no pueden cruzarlos.
🗣️ «Cuando el gas cae hacia un agujero negro, gira en espiral formando una especie de disco o embudo hacia la superficie del agujero negro —explica Watson. Y añade—: Acaba moviéndose tan rápido y comprimiéndose de forma tan extrema que genera temperaturas de millones de grados y brilla intensamente. Pero solo una pequeña parte del gas es tragada por el agujero negro. La mayor parte es expulsada de nuevo por los polos a medida que el agujero negro rota. Por eso decimos que los agujeros negros son comedores desordenados».
Qué nos dice este hallazgo sobre el origen de los cuásares
Otro elemento clave del trabajo es la geometría. Las líneas espectrales son sorprendentemente simétricas, lo que indica que el gas no está siendo expulsado violentamente en chorros o vientos rápidos. Los posibles flujos de salida son suaves, de apenas unos cientos de kilómetros por segundo.
Todo apunta a una distribución casi esférica del gas, algo muy distinto de los núcleos activos clásicos del universo local, donde los agujeros negros suelen abrir cavidades y conos de escape.
Esta fase temprana en la que el agujero negro crece oculto tras una envoltura opaca podría representar un episodio crucial en la evolución de los núcleos galácticos. Con el tiempo, a medida que aumenta la metalicidad del gas y se intensifican los vientos, el capullo se fragmenta, se abren regiones menos densas y el objeto comienza a parecerse a un cuásar convencional. Los pequeños puntos rojos serían, así, la versión embrionaria de los monstruos cósmicos que dominan el universo más maduro.
🗣️ «Hemos captado a los agujeros negros jóvenes en pleno estirón de crecimiento, en una fase que no habíamos observado antes —señala Watson—. El denso capullo de gas que los rodea les proporciona el combustible necesario para crecer muy rápidamente».
Los pequeños puntos rojos del cosmos son agujeros negros jóvenes, envueltos en densos capullos de gas que están devorando para crecer. El intenso calor generado en este proceso hace que brillen con su característico color rojo. Cortesía: JWST / Darach Watson
Su papel en las primeras galaxias
El estudio también alivia otro problema persistente: la aparente sobreabundancia de estos objetos. Si cada punto rojo albergara un agujero negro gigantesco, las teorías de formación de agujeros negros se verían en serios aprietos. Pero si se trata de una población numerosa de agujeros negros jóvenes y relativamente pequeños, el escenario encaja mucho mejor con los modelos actuales del crecimiento jerárquico de las galaxias.
Más allá de resolver un misterio concreto, el trabajo ilustra el poder transformador del James Webb. No se ha limitado a descubrir nuevos objetos, sino que ha obligado a reinterpretar señales conocidas bajo una nueva luz. En este caso, la clave no estaba en una observación más espectacular, sino en un análisis minucioso de la forma de una línea espectral.
Quedan, por supuesto, preguntas abiertas. ¿Cuánto dura esta fase envuelta en gas? ¿Es común a todos los agujeros negros supermasivos o solo a una fracción? ¿Qué papel juega en la regulación del crecimiento de las primeras galaxias? Las respuestas llegarán con más datos, más espectros y modelos más sofisticados.
Por ahora, los pequeños puntos rojos han dejado de ser objetos teóricamente imposibles. Son testigos directos de un momento crítico en la historia del cosmos: cuando los primeros agujeros negros empezaban a crecer, todavía ocultos, en silencio, dentro de densas nubes de gas, antes de encender los faros más brillantes del universo.▪️
Información facilitada por la Universidad de Copenhaguen
Fuente: Rusakov, V., Watson, D., Nikopoulos, G.P. et al. Little red dots as young supermassive black holes in dense ionized cocoons. Nature (2026). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09900-4
