Descubren un agujero negro supermasivo que desafía las teorías del universo primitivo
Cuando el universo era aún joven, un agujero negro supermasivo empezó a crecer a un ritmo tan extremo que desafía los límites de la física conocida. Su brillo excepcional en rayos X y ondas de radio obliga a los astrónomos a replantearse cómo se formaron los primeros gigantes cósmicos.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Ilustración artística de un agujero negro supermasivo en el universo primitivo, rodeado por un disco de acreción incandescente y atravesado por potentes chorros relativistas que emiten radiación en rayos X y ondas de radio, una combinación extrema que desafía los modelos actuales de crecimiento de estos objetos cósmicos. Crédito: IA-DALL-E-©RexMolón Producciones
En el universo primitivo, cuando las galaxias apenas empezaban a organizarse y el cosmos tenía poco más de 1.800 millones de años, algo extraordinario estaba ocurriendo en el corazón de una galaxia lejana. Un agujero negro supermasivo, con una masa equivalente a más de 400 millones de soles, devoraba materia a un ritmo tan extremo que pone en jaque las teorías actuales sobre cómo crecen estos colosos cósmicos.
Además, lo hacía emitiendo una combinación insólita de radiación: brillantes rayos X y potentes ondas de radio al mismo tiempo.
El hallazgo, realizado por un equipo internacional de investigadores liderado por astrónomos japoneses y europeos, se describe en un estudio publicado en The Astrophysical Journal y se basa en observaciones del cuásar eFEDS J084222.9+001000 o ID830, que está situado a un corrimiento al rojo de 3,4, lo que lo convierte en términos astronómicos un objeto extremadamente lejano y antiguo.
El objeto no es solo uno de los cuásares más luminosos conocidos en rayos X a esa distancia, sino también uno de los pocos ejemplos claros de un agujero negro que parece estar creciendo por encima del llamado límite de Eddington, una frontera teórica que establece cuánta materia puede absorber un agujero negro antes de que la radiación que emite frene su propio crecimiento.
El problema de los agujeros negros supermasivos demasiado grandes y jóvenes
Desde hace más de una década, los astrónomos se enfrentan al siguiente dilema: ¿cómo pudieron formarse tan rápido los agujeros negros supermasivos que ya existían cuando el universo era muy joven? Se han detectado cuásares con masas de mil millones de soles cuando el cosmos tenía menos de 800 millones de años, algo difícil de explicar si estos objetos crecieron de forma lenta y ordenada.
Según los modelos clásicos, un agujero negro que se alimenta al ritmo máximo permitido —el límite de Eddington— necesitaría cientos de millones de años de crecimiento continuo y estable para alcanzar esas masas mareantes. Cualquier interrupción, como la escasez de gas o la expulsión de materia por vientos energéticos, haría el proceso aún más lento. Por eso, los astrofísicos llevan tiempo considerando la posibilidad de fases de acreción súper-Eddington, en las que el agujero negro engulle materia a un ritmo superior al teóricamente permitido.
El problema es que estas fases extremas suelen ir acompañadas de una debilidad en la emisión de rayos X: el entorno denso y turbulento alrededor del agujero negro tiende a absorber o suprimir esa radiación. ID830 hace justo lo contrario.
Un cuásar excepcionalmente brillante en rayos X
ID830 fue identificado gracias al telescopio espacial eROSITA, construido por el Instituto Max Planck para Física Extraterrestre (MPE), en Alemania, y diseñado para cartografiar el cielo en rayos X con una sensibilidad sin precedentes. En el marco del sondeo eFEDS, que cubre unos 140 grados cuadrados del cielo, este objeto destacó de inmediato por su luminosidad descomunal en el rango de rayos X blandos. No había otro cuásar de radio potente en ese campo que se le acercara.
Las observaciones revelan que ID830 emite más de 10¹⁴⁶ ergios por segundo en rayos X, una cifra tan elevada que solo puede explicarse de dos maneras: o bien alberga uno de los agujeros negros más masivos jamás observados, o bien está atravesando una fase de crecimiento descontrolado.
El análisis detallado de su espectro óptico e infrarrojo, realizado con datos del Sloan Digital Sky Survey y del telescopio Subaru en Hawái, permitió estimar la masa del agujero negro central en unos 440 millones de soles. Es grande, pero no lo suficiente como para justificar por sí sola la enorme luminosidad observada. La conclusión es clara: el agujero negro está creciendo por encima del límite de Eddington.
Cuando el modelo estándar de crecimiento de agujeros negros deja de funcionar
Aquí es donde el hallazgo se vuelve realmente desconcertante. Los cuásares con tasas de acreción tan altas suelen mostrar una debilidad notable en rayos X, algo que se ha observado tanto en el universo cercano como en objetos detectados recientemente por el telescopio espacial James Webb. ID830, en cambio, es extraordinariamente brillante en ese rango del espectro electromagnético y presenta un índice espectral muy pronunciado, señal de una emisión intensa y blanda.
Además, el objeto es claramente radio-loud, o sea, que emite potentes ondas de radio asociadas a la presencia de un chorro relativista, un flujo de partículas aceleradas a velocidades cercanas a la de la luz. La coexistencia de un chorro de radio bien desarrollado y una corona emisora de rayos X extremadamente activa en un régimen súper-Eddington no encaja con los modelos actuales.
👉 «Según lo que creíamos entender, estos dos fenómenos no deberían darse juntos con tanta intensidad», señalan los autores del estudio. O bien el chorro debería apagar parte de la emisión en rayos X, o bien la acreción extrema debería sofocarla. En ID830, ambos mecanismos parecen funcionar simultáneamente.
¿Un objeto en transición evolutiva?
Para explicar esta paradoja, los investigadores proponen que ID830 podría encontrarse en una fase transitoria muy breve y difícil de observar. En este escenario, el agujero negro habría pasado recientemente por un episodio de acreción extrema y estaría comenzando a regresar a un régimen más estable.
Durante esta transición, la estructura interna del disco de acreción —una versión gruesa y turbulenta conocida como slim disk— permitiría una producción inusualmente eficiente de rayos X, mientras que el chorro de radio, aún activo, seguiría contribuyendo a la emisión observada.
Este estado intermedio podría durar muy poco en términos astronómicos, lo que explicaría por qué objetos como ID830 son tan raros. En todo el enorme volumen de cielo analizado por eROSITA, solo se ha encontrado un caso con estas características extremas.
Brillo en rayos X de una muestra de galaxias activas con agujeros negros en función de su distancia en el universo. Cada punto gris representa un objeto distinto; la estrella roja señala a ID830, que destaca claramente por su luminosidad extrema, muy superior a la del resto, lo que lo convierte en un caso excepcional entre los agujeros negros conocidos. Cortesía: Sakiko Obuchi et al.
Una pista clave sobre la evolución temprana del universo
Más allá de su rareza, ID830 ofrece una pista valiosa sobre cómo pudieron crecer los primeros agujeros negros supermasivos. Si las fases de acreción súper-Eddington con fuerte emisión en rayos X fueron más comunes de lo que se pensaba, podrían haber jugado un papel crucial en la rápida formación de los gigantes que hoy habitan los centros de las galaxias.
Además, la intensa radiación producida en estos episodios habría tenido un impacto significativo en el entorno galáctico, calentando el gas, regulando la formación de estrellas y moldeando la evolución de las galaxias.
El descubrimiento subraya también la importancia de los estudios multibanda: ningún telescopio por sí solo habría permitido reconstruir el comportamiento extremo de este objeto. Solo combinando datos en radio, infrarrojo, óptico y rayos X ha sido posible comprender la verdadera naturaleza de ID830.
Un desafío abierto para la astrofísica moderna
Lejos de cerrar el debate, este hallazgo lo amplía. Los modelos teóricos deberán adaptarse para explicar cómo pueden coexistir acreción super-Eddington, chorros relativistas y una potente corona de rayos X.
También plantea nuevas preguntas sobre cuántos objetos similares podrían haber pasado desapercibidos en el universo primitivo.
ID830 no es solo una rareza cósmica: es una advertencia de que el crecimiento de los agujeros negros, uno de los procesos fundamentales del universo, sigue guardando secretos importantes. Y, como suele ocurrir en ciencia, cada vez que se rompe una teoría, se abre una oportunidad para comprender mejor cómo funciona realmente el cosmos.▪️(23-enero-2026)
Información facilitada por los National Institutes of Natural Sciences
Fuente: Sakiko Obuchi et al. Discovery of an X-Ray Luminous Radio-loud Quasar at z = 3.4: A Possible Transitional Super-Eddington Phase. The Astrophysical Journal (2026). DOI: 10.3847/1538-4357/ae1d6d
