Se ha encontrado un agujero negro que parece haberse formado antes que la galaxia que lo rodea. Ese descubrimiento, realizado por el telescopio espacial James Webb de la NASA, desafía la idea de larga data de que las galaxias aparecen primero y los agujeros negros crecen dentro de ellas después.
Las observaciones provienen de una zona del cielo en el universo temprano, vista tal como era hace unos 13 mil millones de años. El agujero negro es enorme, con una masa millones de veces la de nuestro Sol. Y su galaxia anfitriona es sorprendentemente pequeña y joven. Esa combinación ha dejado a los astrónomos repensando cómo se desarrollan juntos los dos objetos.
Un problema cósmico del huevo y la gallina
Durante décadas, la historia estándar era así: el gas y el polvo colapsan en estrellas y forman una galaxia. Con el tiempo, algunas de esas estrellas mueren y se convierten en agujeros negros, que luego crecen al tragar material cercano. Pero este agujero negro invierte esa secuencia. Ya está completamente desarrollado mientras su galaxia aún está en su infancia. El agujero negro parece haber llegado primero.
Los datos provinieron del instrumento NIRSpec de Webb, que puede descomponer la luz de objetos distantes para revelar su composición y movimiento. Los investigadores midieron la masa del agujero negro y la masa de la galaxia. Encontraron que el agujero negro es mucho más masivo de lo que debería ser si hubiera crecido lentamente dentro de la galaxia. La galaxia misma todavía está formando estrellas, pero el agujero negro ya es un gigante.
Lo que esto significa para el crecimiento de los agujeros negros
El hallazgo sugiere que algunos agujeros negros podrían haber comenzado como "semillas" que ya eran grandes cuando las primeras galaxias empezaron a formarse. Estas semillas podrían haberse formado directamente a partir de nubes de gas en colapso, saltándose por completo el paso de una estrella. Si eso es cierto, entonces los agujeros negros y las galaxias no siempre crecen al mismo ritmo. A veces el agujero negro toma la delantera.
El equipo detrás del descubrimiento usó la sensibilidad de Webb para mirar más atrás en el pasado que cualquier telescopio anterior. Apuntaron a una galaxia conocida como GN 100183. La luz de esa galaxia viajó durante miles de millones de años antes de llegar a los espejos de Webb. Cuando llegó, llevaba la firma de un agujero negro que ya estaba activo y alimentándose.
Por qué los astrónomos están prestando mucha atención
Para los científicos involucrados, esto no es solo un objeto raro. Es una pista de que el universo temprano funcionaba de manera diferente a lo que predicen los modelos. Si existen muchos agujeros negros así, entonces la línea de tiempo estándar de la estructura cósmica podría necesitar una reescritura. El descubrimiento también plantea nuevas preguntas sobre cómo los agujeros negros y las galaxias se influyen mutuamente. Si el agujero negro llegó primero, ¿ayudó o dificultó el nacimiento de la galaxia?
Investigadores locales en instituciones de Estados Unidos y Europa ya están planeando observaciones de seguimiento. Quieren encontrar más ejemplos de agujeros negros que precedan a sus galaxias. La capacidad de Webb para ver luz infrarroja lo convierte en el único telescopio actualmente capaz de este tipo de búsqueda.
El descubrimiento no prueba que todos los agujeros negros se formen antes que sus galaxias. Pero sí muestra que al menos algunos lo hacen. Eso solo es suficiente para cambiar la conversación entre los astrónomos. El universo, parece, todavía tiene sorpresas guardadas.
