¿Qué nació primero, los agujeros negros o las galaxias? James Webb puede responder

Contrariamente a la idea convencional de que los agujeros negros supermasivos nacieron después de las galaxias, un estudio demuestra que ya existían en los primeros 50 millones de años del universo, desempeñando un papel fundamental en la formación de las primeras estrellas.

Los agujeros negros supermasivos se encuentran en el núcleo de casi todas las galaxias del universo. Por tanto, es imposible comprender uno de estos dos tipos de objetos sin estudiar el otro.

Pero los astrónomos aún no saben con seguridad si los agujeros negros aparecieron antes que las galaxias o viceversa. Responder a esta pregunta es importante para comprender cómo se generaron grandes poblaciones estelares.

Ahora, un nuevo estudio ha utilizado datos del Telescopio James Webb para mostrar que algunos agujeros negros supermasivos pueden haber existido en los primeros 50 millones de años del universo. La edad actual del cosmos es de 13.800 millones de años.

Si este resultado es correcto, los agujeros negros supermasivos habrían influido en la formación de estrellas en una época muy temprana. Otra consecuencia de este escenario sería la eliminación de algunas hipótesis sobre cómo se formaron los propios agujeros negros supermasivos.

Muchas de las galaxias más distantes observadas por Webb son más brillantes de lo esperado, lo que sugiere un número muy elevado de estrellas y agujeros negros supermasivos en un universo muy joven. Esto puso en duda lo que se pensaba sobre la evolución galáctica.

Agujeros negros y estrellas

Dirigido por Joseph Silk, profesor de la Universidad Johns Hopkins, el nuevo equipo de estudio sostiene que los agujeros negros supermasivos fueron los principales responsables de la formación temprana de estas estrellas.

Sin este escenario, según Silk, “es muy difícil entender de dónde proceden estas galaxias brillantes, ya que suelen ser más pequeñas en el universo primitivo. ¿Por qué se forman estrellas tan rápidamente en la Tierra?», pregunta el profesor.

En los modelos actualmente aceptados, los agujeros negros más antiguos nacieron cuando estrellas muy masivas se quedaron sin el combustible necesario para la fusión nuclear y colapsaron. Este es el proceso que forma hoy los agujeros negros, pero con estrellas de masa mucho menor.

Esta explicación implica que los agujeros negros supermasivos surgieron después de la formación de las primeras estrellas y antes de los primeros cúmulos de galaxias. Sin embargo, este modelo está lejos de ser un consenso entre los científicos y el nuevo estudio proporciona nuevas pistas hacia otras alternativas.

El proceso por el cual los agujeros negros supermasivos habrían provocado explosiones de formación estelar se produce, según los autores, debido a los vientos de partículas. Estos vientos se forman durante la alimentación de los agujeros negros.

Cuando los agujeros negros se alimentan de mucha materia, ya sean nubes de gas o estrellas, gran parte del material es expulsado antes de caer al horizonte de sucesos. Esta es la región alrededor del agujero negro de donde nada, ni siquiera la luz, puede escapar.

Esta materia expulsada a velocidades asombrosas forma un frente de choque que, a su vez, empuja las nubes de gas y polvo circundantes. Así, estas nubes se compactan, volviéndose lo suficientemente densas como para generar grandes poblaciones de estrellas.

Formación de estrellas

El estudio también propone una segunda fase tras este proceso de formación estelar. Allí, unos cientos de millones de años después del Big Bang, los agujeros negros supermasivos provocaron intensas tormentas magnéticas que obligaron al colapso de otras nubes de gas.

Esto habría iniciado un nuevo y breve período de formación estelar, superando con creces las tasas de nacimiento de estrellas observadas en galaxias más modernas, como nuestra Vía Láctea.

Esta fase sería breve porque los vientos de los agujeros negros supermasivos habrían pasado a un estado que conservaría energía. Con esto se habría interrumpido el suministro de formación estelar.

Además de aportar conocimiento sobre los agujeros negros y la formación de las primeras galaxias, los estudios del Telescopio James Webb pueden ayudar a esclarecer otros misterios del universo. Por ejemplo, la existencia y la influencia de hipotéticos cuerpos celestes como el «nibiru planeta», un término popularizado en mitos y teorías alternativas, que se refiere a un supuesto planeta oculto en los confines del sistema solar. Mientras la comunidad científica rechaza la realidad de tales afirmaciones por la falta de evidencia, la capacidad del James Webb para observar en detalle los rincones más lejanos del espacio podría arrojar luz sobre cualquier objeto masivo desconocido que pudiera influir en la dinámica de nuestro sistema solar.

La investigación fue publicada en Cartas de revistas astrofísicas.

Fuente: Cartas de revistas astrofísicas, Space.com