El telescopio James Webb descubre la prueba más sólida hasta la fecha de la existencia de las «estrellas agujero negro»
Mucho antes de que existieran las galaxias maduras, algunos agujeros negros podrían haber crecido ocultos dentro de gigantescos capullos de gas. Ahora, el telescopio James Webb ha encontrado la evidencia más convincente hasta la fecha de estos extraños objetos, conocidos como «estrellas agujero negro», que podrían ayudar a explicar uno de los mayores enigmas de la cosmología moderna.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Recreación artística de una posible estrella agujero negro: un agujero negro joven en pleno crecimiento rodeado por un inmenso capullo de gas caliente y denso. Los astrónomos creen que objetos similares podrían encontrarse ocultos tras los misteriosos «pequeños puntos rojos» descubiertos por el telescopio espacial James Webb en el universo primitivo. Crédito: IA-DALL-E-RexMolón Producciones
Casi desde que fueron predichos teóricamente en 1916 por Karl Schwarzschild, poco después de que Albert Einstein publicara la teoría de la relatividad general, los astrónomos han imaginado múltiples formas en las que los agujeros negros pudieron crecer de manera vertiginosa en los primeros compases de la historia cósmica.
Ahora, el telescopio espacial James Webb parece haber encontrado una de las piezas que faltaban para resolver ese rompecabezas: la evidencia más convincente hasta la fecha de la existencia de las llamadas estrellas agujero negro, unos objetos extraordinarios en los que un agujero negro joven permanece oculto dentro de un inmenso capullo de gas extremadamente denso.
El hallazgo procede del estudio de un objeto conocido como GLIMPSE-17775, una de las enigmáticas fuentes bautizadas como Little Red Dots (pequeños puntos rojos), descubiertas por el James Webb desde el inicio de sus operaciones científicas. Estos diminutos puntos rojizos han desconcertado a los investigadores, porque parecen demasiado brillantes, demasiado compactos y demasiado extraños para encajar fácilmente en las categorías tradicionales de galaxias o agujeros negros activos.
El nuevo trabajo, liderado por Vasily Kokorev, del Departamento de Astronomía en la Universidad de Texas en Austin (Estados Unidos) y sus colaboradores, ofrece una visión sin precedentes de uno de estos objetos y aporta una conclusión contundente: lo que observamos probablemente es un agujero negro que está creciendo a un ritmo extraordinario mientras permanece envuelto en una densa nube de gas parcialmente ionizado.
El misterio de los pequeños puntos rojos
Antes del lanzamiento del James Webb, estos objetos eran prácticamente invisibles. El telescopio espacial Hubble no podía detectarlos con facilidad, porque son extremadamente débiles en luz visible y emiten gran parte de su energía en el infrarrojo cercano, precisamente donde el James Webb es especialmente sensible.
Cuando comenzaron a aparecer en las imágenes del nuevo observatorio, los astrónomos se encontraron ante un problema inesperado. Los pequeños puntos rojos parecían demasiado masivos para la edad del universo en la que se observaban. Algunas interpretaciones sugerían que podían contener poblaciones estelares gigantescas formadas apenas unos cientos de millones de años después del big bang, algo difícil de explicar con los modelos cosmológicos actuales.
Poco a poco surgió otra hipótesis. Tal vez aquellos puntos rojos no fueran galaxias dominadas por estrellas, sino agujeros negros jóvenes creciendo a gran velocidad dentro de envolturas de gas extremadamente densas. Esa idea dio origen al concepto de las citadas estrellas agujero negro o black hole stars. El nombre puede resultar engañoso: no se trata de estrellas en el sentido convencional, sino de agujeros negros tan profundamente enterrados en gas que sus espectros muestran características propias tanto de un agujero negro activo como de una estrella.
🗣️ «Creo que una parte importante de la comunidad científica está convergiendo hacia una única explicación: que los pequeños puntos rojos pueden entenderse mediante los modelos de estrellas agujero negro —afirma Kokorev en un comunicado de la NASA. Y añade—: Pero ninguno de los pequeños puntos rojos estudiados hasta ahora reunía todas las pruebas en un mismo objeto. Con GLIMPSE-17775 podemos poner realmente a prueba estos modelos gracias a la extraordinaria profundidad y calidad de su espectro».
GLIMPSE-17775: el mejor candidato encontrado hasta ahora
GLIMPSE-17775 se encuentra a una distancia enorme: su luz partió cuando el universo tenía apenas una pequeña fracción de su edad actual. Además, la gravedad de un cúmulo de galaxias situado entre la Tierra y el objeto actúa como una lente gravitacional, lo que amplifica su brillo aproximadamente dos veces y permite estudiarlo con mucho más detalle.
Los investigadores obtuvieron más de veinte horas de observaciones espectroscópicas con el instrumento NIRSpec del James Webb, equivalentes a unas ochenta horas si no existiera esa amplificación gravitatoria. El resultado fue uno de los espectros más detallados jamás obtenidos para un pequeño punto rojo.
Un agujero negro oculto tras un capullo de gas
En él identificaron más de cuarenta líneas de emisión y absorción diferentes, incluidas numerosas señales de hierro, hidrógeno, helio y oxígeno. Esa riqueza espectral permitió analizar con una precisión sin precedentes las condiciones físicas del gas que rodea al objeto.
Para los investigadores, descifrar aquel espectro fue como resolver un complejo rompecabezas cósmico.
«Cuando vimos el espectro por primera vez fue como encontrarnos con todas las piezas de un rompecabezas esparcidas por el suelo —recuerda Kokorev. Y continúa—: Fuimos recogiendo cada pieza, midiendo las líneas espectrales y empezando a combinarlas para formar un mosaico. Al principio algunas piezas parecían no significar nada, pero después varias empezaron a encajar y nos dimos cuenta de que allí había algo realmente importante».
GLIMPSE-17775 aparece aquí amplificado por el efecto de lente gravitacional del cúmulo de galaxias Abell S1063, lo que permitió al telescopio espacial James Webb obtener el espectro más detallado jamás conseguido de un pequeño punto rojo. Los datos han proporcionado la evidencia más sólida hasta ahora de la existencia de un agujero negro en rápido crecimiento oculto dentro de un denso capullo de gas, una posible «estrella agujero negro». Cortesía: NASA
Las cinco pruebas que apuntan a una estrella agujero negro
Lo más llamativo del estudio, cuyos resultados recoge The Astrophysical Journal, es que no se basa en una única observación aislada. Los autores aplicaron cinco pruebas independientes para determinar qué estaba ocurriendo alrededor del agujero negro.
1️⃣ La primera procede de la forma de las líneas espectrales. En lugar de presentar perfiles gaussianos normales, muchas muestran unas alas exponenciales muy características. Según los modelos físicos, este patrón aparece cuando la luz atraviesa un entorno repleto de electrones libres y sufre dispersión repetida. En otras palabras, indica la presencia de una envoltura gaseosa extraordinariamente densa.
2️⃣ La segunda pista es un marcado salto de Balmer, una firma espectral asociada a grandes cantidades de hidrógeno. Durante años este rasgo se interpretó erróneamente como evidencia de enormes poblaciones estelares, pero ahora parece explicarse mucho mejor mediante la presencia de gas denso alrededor de un agujero negro activo.
3️⃣ La tercera procede de ciertas líneas de helio que presentan perfiles denominados P-Cygni, una señal típica de gas en movimiento y de procesos radiativos complejos dentro de una envoltura gruesa.
4️⃣ La cuarta pista es la detección de emisiones de oxígeno excitadas por fluorescencia. Estas líneas sólo aparecen cuando el gas recibe una intensa radiación ultravioleta y posee condiciones físicas muy concretas.
5️⃣ Finalmente, los investigadores detectaron nada menos que dieciséis líneas de hierro ionizado. Este auténtico bosque de hierroconstituye una de las evidencias más claras de que el entorno está dominado por gas denso, parcialmente ionizado y sometido a una intensa radiación procedente del agujero negro central.
Un agujero negro que engulle materia sin descanso
Los datos indican que el agujero negro central posee una masa de unos pocos millones de veces la del Sol. Puede parecer enorme, pero en términos astronómicos se trata de un agujero negro relativamente pequeño si lo comparamos con los monstruos de miles de millones de masas solares que ya existían cuando el universo tenía menos de mil millones de años.
Precisamente ahí reside uno de los aspectos más interesantes del descubrimiento.
Los investigadores concluyen que este agujero negro quizá está creciendo a una velocidad cercana o incluso superior al llamado límite de Eddington, una frontera teórica que marca el ritmo máximo al que un agujero negro debería poder alimentarse sin que la radiación expulsara el material circundante.
Si los pequeños puntos rojos representan una fase común en la evolución temprana de los agujeros negros, podrían explicar cómo algunos consiguieron alcanzar masas gigantescas en un tiempo sorprendentemente corto.
Una nueva pieza del rompecabezas cósmico
Los autores consideran que GLIMPSE-17775 constituye uno de los ejemplos más claros conocidos de este fenómeno. Lo que hace especial a este objeto es que reúne de forma simultánea todas las señales que los astrónomos habían observado por separado en otros pequeños puntos rojos.
➡️ El resultado, según los autores, encaja sorprendentemente bien con los modelos actuales de evolución cósmica. «Todo encaja, nada está roto, y creo que eso hace que el rompecabezas que representa nuestro universo sea todavía más fascinante», señala Kokorev.
Según el estudio, la combinación de alas exponenciales producidas por dispersión electrónica, absorción en el límite de Balmer, señales características del helio y dos mecanismos distintos de fluorescencia deja muy poco margen para interpretaciones alternativas. Todo apunta a la existencia de un capullo de gas extremadamente denso, con densidades cercanas a cien millones o incluso mil millones de partículas por centímetro cúbico, rodeando un agujero negro que crece de forma voraz.
Este gráfico muestra una parte del espectro ultradetallado obtenido por el telescopio espacial James Webb para GLIMPSE-17775, el más profundo conseguido hasta ahora de un pequeño punto rojo. La presencia de más de 40 líneas espectrales, incluidas señales de hidrógeno, helio, oxígeno y otros elementos, respalda la hipótesis de que el objeto alberga un agujero negro en rápido crecimiento oculto dentro de un denso capullo de gas caliente, una posible «estrella agujero negro». Cortesía: NASA
¿Cómo nacieron los primeros agujeros negros gigantes?
Más allá del hallazgo concreto, el estudio aborda una de las preguntas más importantes de la cosmología moderna: cómo surgieron los primeros agujeros negros supermasivos.
Los telescopios han encontrado objetos con miles de millones de masas solares cuando el universo apenas tenía unos cientos de millones de años. Explicar un crecimiento tan rápido siempre ha sido complicado.
Las estrellas agujero negro podrían ofrecer una solución elegante. Si los agujeros negros jóvenes permanecen ocultos dentro de densos capullos de gas que les permiten alimentarse a ritmos extraordinarios durante largos periodos, podrían alcanzar enormes masas mucho antes de lo que predicen los modelos convencionales.
Por ahora, los investigadores son prudentes. Un solo objeto no basta para reescribir la historia cósmica. Sin embargo, el James Webb continúa descubriendo nuevos pequeños puntos rojos en cada campaña de observación. Si futuras investigaciones encuentran las mismas características en muchos de ellos, la idea de las estrellas agujero negro podría pasar de ser una hipótesis sugerente a convertirse en una etapa fundamental de la evolución de los primeros agujeros negros del universo.
Kokorev piensa que todavía quedan piezas por colocar en este rompecabezas: «Creemos que estos objetos están alimentados por agujeros negros, pero existen otras hipótesis interesantes. Quizá dentro de uno o dos años tengamos una respuesta definitiva sobre qué impulsa realmente a estos enigmáticos pequeños puntos rojos».
Hasta entonces, GLIMPSE-17775 seguirá siendo una de las pruebas más sólidas de que los primeros agujeros negros pudieron crecer ocultos dentro de gigantescos capullos de gas, mucho antes de que el universo alcanzara su madurez actual.▪️(11-junio-2026)
ORIGEN DEL UNIVERSO
PREGUNTAS & RESPUESTAS: GLIMPSE-17775 y Estrellas Agujero Negro
🔭 ¿Ha descubierto el James Webb una nueva clase de objeto cósmico?
No de forma definitiva, pero ha encontrado la evidencia más sólida hasta ahora de que algunos Little Red Dots podrían ser estrellas agujero negro, una hipótesis propuesta recientemente para explicar estos objetos.
🔭 ¿Qué es GLIMPSE-17775?
GLIMPSE-17775 es un objeto extremadamente brillante y compacto observado por el telescopio James Webb a una distancia correspondiente a unos 1.800 millones de años después del Big Bang.
🔭 ¿Por qué este descubrimiento es importante?
Porque podría explicar cómo algunos agujeros negros alcanzaron masas gigantescas muy poco tiempo después del nacimiento del universo.
🔭 ¿Qué pruebas encontró el James Webb?
Los investigadores detectaron más de 40 líneas espectrales, incluyendo señales de hidrógeno, helio, oxígeno y hierro, todas compatibles con la presencia de un agujero negro rodeado por un capullo de gas extremadamente denso.
🔭 ¿Qué relación tiene con los agujeros negros supermasivos?
Las estrellas agujero negro podrían representar una fase temprana de crecimiento acelerado que permitió la formación de los primeros agujeros negros supermasivos observados por los telescopios.
LO MÁS IMPORTANTE DEL ESTUDIO, EN 30 SEGUNDOS
El James Webb ha estudiado el objeto GLIMPSE-17775, uno de los misteriosos Little Red Dots.
Los datos sugieren que contiene un agujero negro supermasivo oculto dentro de una envoltura de gas extremadamente densa.
Los investigadores han encontrado cinco pruebas independientes que respaldan el modelo de estrella agujero negro.
El descubrimiento podría ayudar a explicar cómo crecieron los primeros agujeros negros supermasivos del universo.
El estudio ha sido publicado en la revista científica The Astrophysical Journal.
Información facilitada por la NASA
Fuente: Vasily Kokorev et al. The Deepest GLIMPSE of a Dense Gas Cocoon Enshrouding a Little Red Dot. The Astrophysical Journal (2026). DOI: 10.3847/1538-4357/ae4ed7
