Los astrónomos han encontrado un agujero negro masivo que se remonta al universo temprano y que puede ser una de las primeras estructuras que se formó después del Big Bang, en lugar del colapso de una estrella gigante. Este descubrimiento desafía las teorías estándar sobre la formación de agujeros negros y sugiere la existencia de agujeros negros primordiales, un tipo hipotético teorizado hace décadas.
Anomalía en la galaxia temprana Abell 2744-QSO1
El agujero negro fue identificado dentro de la galaxia Abell 2744-QSO1, observado hace 13 mil millones de años utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST). Lo que hace que este agujero negro sea inusual es su tamaño (aproximadamente 50 millones de veces la masa de nuestro Sol) combinado con una falta casi total de estrellas en su galaxia anfitriona. Los modelos estándar predicen que las galaxias y los agujeros negros se forman juntos o que los agujeros negros surgen de la muerte de estrellas masivas. Esta galaxia rompe ese patrón.
Agujeros negros primordiales: un renacimiento teórico
El equipo detrás del descubrimiento realizó simulaciones que sugerían que este agujero negro podría haberse originado como un agujero negro primordial, propuesto por primera vez por Stephen Hawking y Bernard Carr en 1974. Estos objetos no se habrían formado a partir de estrellas, sino que se habrían fusionado a partir de fluctuaciones de densidad en el universo infantil. La diferencia clave es que se cree que los agujeros negros primordiales crecen directamente a partir de la distribución desigual de la materia inmediatamente después del Big Bang, y no a partir del colapso estelar.
Las simulaciones apoyan el origen primordial
Los cálculos iniciales coincidieron con las observaciones, pero carecieron de detalles. Simulaciones posteriores, más exhaustivas, tuvieron en cuenta los flujos de gas, la formación de estrellas y las interacciones entre agujeros negros primordiales. Los resultados coincidieron estrechamente con la masa observada del agujero negro, la presencia de elementos más pesados y otras características de Abell 2744-QSO1. Esto sugiere que los agujeros negros primordiales podrían ser una explicación viable para esta estructura cósmica temprana.
Preguntas y desafíos restantes
Sin embargo, algunos aspectos siguen sin estar claros. Los modelos estándar de agujeros negros primordiales suelen producir agujeros negros de alrededor de 1 millón de masas solares; QSO1 es cinco veces más grande. Otro problema es la falta de fuentes cercanas de radiación de alta energía necesarias para desencadenar la formación de agujeros negros primordiales. A pesar de estos desafíos, los científicos creen que estos agujeros negros podrían haberse fusionado rápidamente para volverse extremadamente masivos.
“Con estas nuevas observaciones que las teorías normales [de formación de agujeros negros] luchan por reproducir, la posibilidad de que haya agujeros negros primordiales masivos en el universo primitivo se vuelve más permisible”, dice Boyuan Liu de la Universidad de Cambridge.
El descubrimiento no prueba que existan agujeros negros primordiales, pero proporciona evidencia convincente de que son una posibilidad seria. Se necesitan más investigaciones para confirmar si este agujero negro es realmente un eco del Big Bang o una rara anomalía dentro del marco establecido de la astrofísica.
