Un superordenador explica qué son los «pequeños puntos rojos» detectados por el telescopio James Webb
Una simulación realizada por el superordenador astronómico ATERUI III de Japón reconstruye cómo nacieron agujeros negros de un millón de masas solares y crecieron a una velocidad imposible en el universo actual. Esos gigantes ocultos tras densos capullos de gas podrían ser las misteriosas motas rojizas descubiertas por el James Webb.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Recreación artística de un pequeño punto rojo: un agujero negro joven y voraz aparece envuelto por un denso capullo de gas, cuya absorción y dispersión de la luz explicarían el intenso color rojizo observado por el telescopio espacial James Webb. Crédito: IA-DALL-E / RexMolón Producciones
En las imágenes cósmicas más profundas del telescopio espacial James Webb aparecen como motas carmesí apenas distinguibles sobre el fondo negro del cosmos. Son diminutas, muy lejanas y sorprendentemente numerosas. Los astrónomos las bautizaron como Little Red Dots, pequeños puntos rojos, un nombre casi infantil para unos objetos capaces de poner en aprietos los modelos sobre la evolución del universo.
El James Webb ha dado caza a estos objetos principalmente en una época comprendida entre unos 600 millones y 1.600 millones de años después del big bang, la gran explosión de la que nació el universo. Muchos de estos puntos rojos presentan líneas anchas de hidrógeno, una señal asociada habitualmente al gas que se mueve alrededor de un agujero negro activo. Pero también reúnen características desconcertantes: emiten pocos rayos X, son débiles en ondas de radio y parecen albergar agujeros negros demasiado pesados para las pequeñas galaxias que los contienen.
Ahora, uno de los superordenadores más potentes dedicados a la astronomía ha reconstruido una posible biografía de estos enigmáticos cuerpos celestes: serían agujeros negros recién nacidos, ocultos dentro de densos capullos de gas y entregados a una breve etapa de crecimiento desbocado.
Un estudio conecta los puntos rojos con el origen de los agujeros negros supermasivos
El trabajo, publicado en la revista Nature, ha sido dirigido por Sunmyon Chon, del Instituto Max Planck de Astrofísica, en Alemania, con investigadores de varias instituciones japonesas.
El equipo de trabajo echó mano del ATERUI III, el superordenador del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, para realizar una simulación cosmológica que conecta escalas muy diferentes: desde la formación de un cúmulo primitivo de galaxias hasta el colapso de las nubes de gas que alimentaron a los primeros agujeros negros.
La investigación ofrece una explicación común para dos grandes enigmas de la astronomía moderna: la abundancia de pequeños puntos rojos y la presencia de agujeros negros desproporcionadamente grandes cuando el universo apenas tenía unos cientos de millones de años.
El misterio de unos agujeros negros que crecieron demasiado deprisa
El problema del tiempo persigue a los cosmólogos desde mucho antes del lanzamiento del James Webb en la Navidad de 2021. Los astrónomos han observado cuásares alimentados por agujeros negros con cientos o miles de millones de masas solares cuando el cosmos aún no había cumplido los mil millones de años.
Para alcanzar semejante tamaño, esos monstruos debieron comenzar a engordar muy pronto o hacerlo a una velocidad extraordinaria. Las semillas convencionales —agujeros negros de decenas o centenares de masas solares producidos por la muerte de las primeras estrellas— parecen tener dificultades para llegar tan lejos en tan poco tiempo.
El nuevo modelo propone un punto de partida muy diferente. En lugar de comenzar con un agujero negro pequeño, el proceso generaría una semilla pesada, cercana al millón de masas solares. Esa ventaja inicial, combinada con una etapa posterior de alimentación acelerada, permitiría explicar los enormes agujeros negros observados durante el amanecer cósmico, esto es, el momento en la historia del universo en que nacieron las primeras estrellas y galaxias
ATERUI III, el superordenador del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, posee una potencia teórica de 1,99 petaflops y permitió simular desde la formación de los primeros cúmulos de galaxias hasta el nacimiento y crecimiento de los agujeros negros ocultos en los pequeños puntos rojos. Crédito: NAOJ.
ATERUI III simula el nacimiento de los primeros agujeros negros gigantes
Chon y sus colaboradores decidieron comprobar si estas rarezas podían surgir sin introducir nuevos tipos de materia, mecanismos exóticos o circunstancias añadidas a conveniencia. Para ello siguieron con gran detalle la evolución de una región especialmente densa del universo primitivo, precursora de un cúmulo de galaxias.
ATERUI III posee una potencia teórica de 1,99 petaflops, y está diseñado específicamente para resolver problemas astronómicos que requieren enormes volúmenes de cálculo. Su capacidad permitió ampliar de modo sucesivo la simulación hasta observar el comportamiento de nubes individuales de gas.
El modelo comenzó con la evolución a gran escala de una región cósmica y después se concentró en un halo situado a unos 10 kilopársecs de una joven galaxia luminosa. Allí apareció el ingrediente decisivo: una fuente intensa de radiación ultravioleta lejana.
La radiación ultravioleta impidió que el gas formara estrellas pequeñas
Los fotones ultravioleta emitidos por la galaxia vecina destruyeron parte del hidrógeno molecular que habría permitido enfriar el gas. Sin ese refrigerante natural, la nube no pudo fragmentarse fácilmente en numerosas estrellas pequeñas.
La simulación no produjo simplemente una estrella aislada, sino un sistema compacto y jerárquico de protoestrellas que absorbían materia a un ritmo de entre 0,1 y una masa solar por año. Las mayores alcanzaron entre 500.000 y 900.000 masas solares, alrededor de diez veces más de lo previsto en los modelos clásicos de colapso directo.
Debido a la rapidez con la que engullían gas, estas estrellas permanecieron hinchadas, con radios de cientos de veces el del Sol. También emitieron menos radiación ultravioleta ionizante de la que cabría esperar para estrellas de semejante tamaño. De este modo no expulsaron todo el combustible que las rodeaba y pudieron seguir creciendo durante unos dos millones de años.
Al final de su corta existencia, las estrellas supermasivas colapsaron y dejaron semillas de agujeros negros cercanas al millón de masas solares.
🗣️ «Es la primera vez que observamos la formación de semillas tan masivas en una simulación cosmológica completa —afirma Sunmyon Chon (MPA), autor principal del estudio, en el comunicado del Observatorio Astronómico Nacional de Japón. Y añade—: No partimos de ninguna hipótesis especial: ni condiciones ajustadas con precisión, ni desencadenantes artificiales. La física de la radiación, la gravedad y la dinámica de los gases condujo de forma natural a la formación de
Cómo pudieron superar el límite de Eddington
La segunda etapa fue todavía más violenta. Tras su nacimiento, cada agujero negro quedó sumergido en un disco de gas extremadamente denso y opaco.
En condiciones normales, la energía liberada por la materia al caer hacia un agujero negro calienta y empuja el gas circundante. Esa presión de la radiación termina limitando la cantidad de materia que puede seguir entrando. El equilibrio se conoce como límite de Eddington.
Sin embargo, dentro de aquellos envoltorios primitivos, los fotones quedaban atrapados y eran arrastrados hacia el agujero negro más deprisa de lo que podían escapar. La radiación perdía así parte de su capacidad para frenar la caída de materia.
Durante varios cientos de miles de años, los agujeros negros pudieron alimentarse a tasas entre varias y algunas decenas de veces superiores a la de Eddington. Fue una etapa brevísima en términos cósmicos, pero suficiente para transformar semillas de alrededor de un millón de masas solares en objetos de hasta 30 millones de masas solares unos 600 millones de años después del big bang.
Como comparación, los investigadores incluyeron en la simulación una semilla ligera de unas 800 masas solares, procedente de una estrella de población III. Este agujero negro apenas consiguió crecer, porque la radiación de su estrella progenitora había evaporado buena parte del gas que necesitaba para alimentarse.
Por qué estos agujeros negros se verían como pequeños puntos rojos
El capullo gaseoso también explicaría el aspecto de los pequeños puntos rojos.
Poco después de la formación del agujero negro, la simulación generó densidades superiores a 10.000 millones de átomos de hidrógeno por centímetro cúbico. En ese ambiente, los fotones chocan repetidamente con electrones y átomos antes de escapar.
Este proceso modifica la luz de varias formas:
✅ Produce un continuo luminoso muy rojo.
✅ Genera absorciones intensas de la serie de Balmer del hidrógeno.
✅ Ensancha la línea de emisión de hidrógeno alfa o Hα.
✅ Oculta parte de la radiación de alta energía.
✅ Hace que el sistema parezca compacto y casi estelar.
La emisión Hα simulada alcanza anchuras superiores a mil kilómetros por segundo y una luminosidad comparable a la medida en algunos pequeños puntos rojos. El modelo reproduce esas señales sin necesidad de introducir artificialmente la región de líneas anchas que suele rodear a los núcleos galácticos activos.
El agujero negro aportaría la energía, mientras que el gas actuaría como una gigantesca atmósfera encargada de absorber, dispersar y reemitir la radiación. Esta combinación se ha comparado con una estrella de agujero negro: no es una estrella verdadera, sino un agujero negro envuelto por tanto gas que su luz adquiere una apariencia estelar.
Una etapa cósmica breve pero relativamente frecuente
La semejanza con los pequeños puntos rojos dura poco. Según la simulación, el periodo de crecimiento extremo y ocultamiento se prolongaría entre unas décimas y un millón de años.
A medida que el agujero negro consume o pierde su envoltura, el disco se hace más fino, la emisión disminuye y el objeto comienza a parecerse a un núcleo galáctico activo convencional. Los puntos rojos serían, por tanto, una fotografía de una etapa muy corta en la vida de los agujeros negros.
Su brevedad plantea una pregunta evidente: si esta fase dura tan poco, ¿por qué el James Webb encuentra tantos objetos de este tipo? La simulación ofrece una posible respuesta. En las regiones densas del universo primitivo pueden formarse varias semillas pesadas casi a la vez. Aunque cada una permanezca poco tiempo en la fase rojiza, la presencia de numerosos sistemas aumenta la probabilidad de observar alguno mientras está activo.
Los investigadores calculan un límite inferior de aproximadamente un sistema por cada 10.000 megapársecs cúbicos, compatible con la abundancia necesaria para explicar las observaciones actuales.
Seis ejemplos de los enigmáticos pequeños puntos rojos observados por el telescopio espacial James Webb durante los primeros 1.000 millones de años del universo. Cientos de estos objetos podrían ser densas envolturas de gas iluminadas desde su interior por agujeros negros jóvenes en rápido crecimiento. Cortesía: NASA, ESA, CSA, STScI y Dale Kocevski/Colby College.
Otros estudios recientes respaldan la hipótesis del capullo de gas
La interpretación de los pequeños puntos rojos como agujeros negros jóvenes y envueltos en gas ha ganado fuerza gracias a varias investigaciones recientes.
Líneas ensanchadas por electrones y masas menores
En enero de este año, un equipo encabezado por Vadim Rusakov, del Centro de Astrofísica Jodrell Bank, en la Universidad de Mánchester (Reino Unido), analizó algunos de los mejores espectros disponibles de estos objetos. Los investigadores concluyeron que sus líneas anchas podían deberse a la dispersión de la luz por electrones dentro de capullos ionizados y no exclusivamente al movimiento de gas a velocidades extremas.
Esta interpretación, publicada en la revistas Nature, reduciría las estimaciones de masa de algunos agujeros negros hasta situarlas entre 100.000 y 10 millones de masas solares, alrededor de dos órdenes de magnitud por debajo de ciertos cálculos anteriores. Aun así, continuarían siendo agujeros negros jóvenes que crecen con gran rapidez, precisamente la población generada por la simulación de ATERUI III.
Una posible «estrella de agujero negro» observada por el James Webb
En agosto, otro trabajo dirigido por Rohan Naidu, del Instituto de Astronomía, en la Universidad de Hawái (Estados Unidos), presentó MoM-BH*-1, un objeto observado tal como era unos 660 millones de años después del big bang.
Su espectro presenta una ruptura de Balmer extraordinariamente intensa, es decir, un cambio brusco en la cantidad de luz emitida a ambos lados de una longitud de onda característica del hidrógeno. Esta señal, junto con las líneas anchas y las profundas absorciones observadas, exige la presencia de un gas extremadamente denso. Los investigadores interpretaron el objeto como un agujero negro rodeado por una envoltura prácticamente libre de polvo, con una extensión de entre 10 y 100 unidades astronómicas.
El agujero negro proporcionaría la energía y el gas actuaría como la atmósfera de una estrella gigantesca. La observación, publicada en Nature, ofrece un posible equivalente real de las estructuras recreadas por el superordenador japonés.
Galaxias azules junto a numerosos puntos rojos
Existe otra coincidencia especialmente reveladora. Un análisis de 83 pequeños puntos rojos, publicado en The Astrophysical Journal Letters, encontró que aproximadamente el 43% posee una compañera brillante en ultravioleta. La proporción supera el 85 % entre los puntos rojos más luminosos.
Esas galaxias azules se encuentran generalmente a distancias de entre 0,5 y cinco kilopársecs y podrían emitir la radiación necesaria para impedir que las nubes de gas se fragmenten en estrellas pequeñas. Es decir, el vecino ultravioleta que desempeña un papel fundamental en la simulación podría no ser una simple conveniencia teórica: el Webb parece encontrarlo junto a numerosos pequeños puntos rojos.
Simulación de la formación y evolución de semillas pesadas de agujeros negros cuando el universo tenía unos 370 millones de años. Los colores representan la densidad del gas; los asteriscos negros señalan los agujeros negros nacidos del colapso de estrellas supermasivas, y el círculo marca la galaxia vecina cuya intensa radiación ultravioleta favoreció su formación. Crédito: MPA
Qué limitaciones tiene la investigación
El nuevo escenario no constituye una identificación definitiva de todos los pequeños puntos rojos. Se trata de una simulación y no de una observación directa del nacimiento de un agujero negro.
Además, el cálculo sigue con máximo detalle una región concreta y especialmente densa del universo primitivo. Tampoco resuelve por completo todos los flujos galácticos de gas que serían necesarios para mantener la alimentación de los agujeros negros durante periodos prolongados.
No todos los puntos rojos tienen necesariamente el mismo origen. Bajo una apariencia semejante podrían ocultarse agujeros negros, galaxias dominadas por estrellas o sistemas en los que ambos componentes contribuyen a la luz observada.
La fortaleza del estudio reside en que consigue reproducir dentro de una misma simulación varios fenómenos que antes se investigaban por separado: la formación de una semilla pesada, su crecimiento super-Eddington, la aparición de un espectro rojizo y su posterior integración en una galaxia.
Hacia unos 650 millones de años después del big bang, los agujeros negros simulados se habían instalado en una galaxia con alrededor de 1.000 millones de masas solares en estrellas. La masa del agujero negro equivalía aproximadamente al 1 % de la masa estelar, una proporción diez veces mayor que la habitual en las galaxias del universo actual.
Las observaciones que podrían confirmar el modelo
Las futuras investigaciones deberán determinar cuántos pequeños puntos rojos encajan realmente en esta secuencia evolutiva. Los astrónomos buscarán señales capaces de distinguir entre una población de estrellas envejecidas y un agujero negro oculto dentro de un capullo de gas.
Entre las pruebas más importantes estarán:
✅ La detección de variaciones rápidas de luminosidad.
✅ El análisis detallado de las líneas de hidrógeno.
✅ La búsqueda de absorciones producidas por gas extremadamente denso.
✅ La identificación de compañeras brillantes en ultravioleta.
✅ La medición de emisiones débiles en rayos X y radio.
✅ La comparación entre la masa del agujero negro y la de su galaxia.
✅ El seguimiento de estos sistemas durante diferentes etapas cósmicas.
Las fusiones posteriores entre semillas pesadas también podrían producir ondas gravitacionales detectables por LISA, el futuro observatorio espacial liderado por la Agencia Espacial Europea (ESA).
🗣️«Este trabajo establece la conexión entre las primeras estrellas, los primeros agujeros negros y las primeras galaxias —afirma Volker Springel, autor principal y director del Max Planck Institute for Astrophysics. Y concluye—:No nos limitamos a simular agujeros negros, sino que simulamos el nacimiento de las estructuras cósmicas que vemos hoy en día».
Si el modelo es correcto, los minúsculos puntos rojos que el Webb rescata de la oscuridad no serían una rareza marginal. Representarían una etapa breve pero decisiva en la formación de los gigantes que hoy ocupan el corazón de casi todas las grandes galaxias.▪️(17-septiembre-2026)
⏱️ LO MÁS IMPORTANTE DEL ESTUDIO, EN 30 SEGUNDOS
- Los pequeños puntos rojos del Webb podrían ser agujeros negros jóvenes ocultos por gas extremadamente denso.
- La radiación ultravioleta de galaxias cercanas habría impedido que ciertas nubes formaran numerosas estrellas pequeñas.
- El gas concentrado produjo estrellas de entre 500.000 y 900.000 masas solares.
- Estas estrellas colapsaron y originaron agujeros negros cercanos al millón de masas solares.
- Los agujeros negros se alimentaron durante un breve periodo por encima del límite de Eddington.
- Algunas semillas alcanzaron alrededor de 30 millones de masas solares.
- El capullo de gas reproduce el color rojo, las absorciones de Balmer y las líneas anchas observadas por el Webb.
- El escenario conecta el nacimiento de semillas pesadas con los primeros cuásares y los agujeros negros supermasivos actuales.
Información facilitada por el National Astronomical Observatory of Japan
Fuente: Chon, S., Hirano, S., Ishiyama, T. et al. Overmassive black holes and little red dots naturally form in simulations. Nature (2026). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-026-10985-8
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