Durante décadas, la comunidad científica ha estado atrapada en un dilema existencial sobre qué se formó primero, si las galaxias o los agujeros negros que habitan en sus centros. Esta relación simbiótica, donde la galaxia alimenta al agujero negro y este moldea la evolución estelar a su alrededor, planteaba el clásico problema del huevo o la gallina. En esta línea, las últimas mediciones de telemetría espacial nos dan lo que podrían ser las pruebas definitivas, revelando el orden cronológico que pondría fin a la eterna duda. Misterio resuelto Para la física convencional, la mera existencia de agujeros negros gigantes en el universo era una paradoja irresoluble.
Si extrapolamos la edad del cosmos a un calendario anual donde el Big Bang ocurre el 1 de enero, los registros astronómicos demostraban que para mediados de enero ya existían estructuras con una masa equivalente a cientos de millones de soles. Según las leyes de la termodinámica y los límites de acreción de Eddington, no había tiempo físico suficiente para que un agujero negro convencional creciera tanto y tan rápido. Tal y como expone la columnista experta Leah Crane en la prestigiosa revista New Scientist, la ciencia contemplaba cuatro vías teóricas para la gestación de estos monstruos gravitatorios. Las dos primeras, la fusión progresiva de agujeros negros de masa estelar tras el colapso de superestrellas primordiales o el crecimiento a partir de semillas de materia oscura, requerían escalas temporales de cientos de millones de años, inviables en un universo de apenas 500 millones de años de edad.
Esto dejaba sobre la mesa únicamente las dos hipótesis más extremas: el colapso directo de colosales nubes de gas sin pasar por la fase de estrella, o la existencia de agujeros negros anteriores formados en las fluctuaciones de densidad del propio Big Bang. Telescopio James Webb El punto de inflexión que ha permitido resolver esta gran duda ha llegado gracias a la potencia óptica del Telescopio Espacial James Webb, del que ya hemos hablado en varias ocasiones en ADSLZone. Al analizar las regiones más remotas del espacio-tiempo, el instrumento ha detectado una población de galaxias primitivas bautizadas por los astrofísicos como «little red dots», es decir, pequeños puntos rojos. El análisis de estas estructuras mostró anomalías gravitatorias severas, pero el hallazgo definitivo se produjo gracias a un efecto de lente gravitacional, una coincidencia geométrica que magnificó la luz de la galaxia prehistórica Abell 2744-QSO1 (QS01): - Masa desproporcionada: En el universo, la masa de un agujero negro central es una fracción minúscula de la masa total de su galaxia anfitriona.
Sin embargo, en los «pequeños puntos rojos», el núcleo representa entre el 20 % y el 70 % del conjunto. - Velocidad orbital: Al medir la velocidad del gas que orbita el centro de QS01, una galaxia datada solo 700 millones de años después del Big Bang, los investigadores calcularon que el agujero negro posee una masa de 50 millones de soles. - Galaxia débil: La masa de la galaxia completa apenas alcanza los 75 millones de soles, lo que demuestra que el agujero negro central devora casi por completo la estructura. - Los datos empíricos de esta investigación de vanguardia descartan por completo la posibilidad de que la galaxia se formara antes que su núcleo. Solo la teoría del colapso directo de gas o el origen a través de un agujero negro pueden explicar semejante desproporción de masas en una época tan temprana de la historia del universo.