En el centro de las galaxias, incluida la Vía Láctea hay un inmenso agujero negro, pero ¿qué apareció en primer lugar? El telescopio James Webb tiene la respuesta

Un nuevo análisis de los datos del telescopio espacial James Webb sugiere que los agujeros negros no sólo existieron en los albores del tiempo, sino que dieron origen a nuevas estrellas e impulsaron la formación de galaxias.

Estos datos ponen en entredicho las teorías sobre cómo los agujeros negros dan forma al cosmos y cuestionan la idea clásica de que se formaron después de la aparición de las primeras estrellas y galaxias. En su lugar, los agujeros negros podrían haber acelerado drásticamente el nacimiento de nuevas estrellas durante los primeros 50 millones de años del universo, un período fugaz dentro de sus 13.800 millones de años de historia.

«Sabemos que estos agujeros negros monstruosos existen en el centro de galaxias cercanas a nuestra Vía Láctea, pero la gran sorpresa ahora es que también estaban presentes al principio del universo y eran casi como bloques de construcción o semillas de las primeras galaxias», afirma el autor principal Joseph Silk, profesor de física y astronomía en la Universidad Johns Hopkins y en el Instituto de Astrofísica de la Universidad de la Sorbona de París. «Realmente lo potenciaron todo, como gigantescos amplificadores de la formación estelar, lo que supone todo un vuelco de lo que creíamos posible hasta ahora, hasta el punto de que esto podría sacudir por completo nuestra comprensión de cómo se forman las galaxias».

EL TELESCOPIO JAMES WEBB MUESTRA EL UNIVERSO PRIMITIVO

Según Silk, las galaxias lejanas del universo primitivo observadas con el telescopio Webb son mucho más brillantes de lo previsto y muestran un número inusualmente elevado de estrellas jóvenes y agujeros negros supermasivos.

La sabiduría convencional sostiene que los agujeros negros se formaron tras el colapso de las estrellas supermasivas y que las galaxias se formaron después de que las primeras estrellas iluminaran el oscuro universo primitivo. Pero el análisis del equipo de Silk sugiere que los agujeros negros y las galaxias coexistieron e influyeron mutuamente en su destino durante los primeros 100 millones de años. Si toda la historia del universo fuera un calendario de 12 meses, esos años serían como los primeros días de enero, dijo Silk.

«Sostenemos que los flujos de salida de los agujeros negros aplastaron las nubes de gas, convirtiéndolas en estrellas y acelerando enormemente el ritmo de formación estelar», dijo Silk. «De lo contrario, es muy difícil entender de dónde proceden estas galaxias brillantes, porque suelen ser más pequeñas en el universo primitivo. ¿Por qué iban a fabricar estrellas tan rápidamente?».

Los agujeros negros son regiones del espacio donde la gravedad es tan fuerte que nada puede escapar a su atracción, ni siquiera la luz. Debido a esta fuerza, generan potentes campos magnéticos que forman violentas tormentas, expulsan plasma turbulento y, en última instancia, actúan como enormes aceleradores de partículas, explicó Silk. Este proceso, dijo, es probablemente la razón por la que los detectores de Webb han detectado más de estos agujeros negros y galaxias brillantes de lo que los científicos anticipaban.

«No podemos ver del todo estos violentos vientos o chorros muy, muy lejanos, pero sabemos que deben estar presentes porque vemos muchos agujeros negros al principio del universo», explicó Silk. «Estos enormes vientos procedentes de los agujeros negros aplastan las nubes de gas cercanas y las convierten en estrellas. Ese es el eslabón perdido que explica por qué estas primeras galaxias son mucho más brillantes de lo que esperábamos.»

POR QUÉ LAS GALAXIAS PRIMITIVAS BRILLAN MÁS DE LO QUE DEBERÍAN

El equipo de Silk predice que el universo joven tuvo dos fases. Durante la primera, los flujos de salida de alta velocidad de los agujeros negros aceleraron la formación de estrellas y, después, en una segunda fase, los flujos de salida se ralentizaron. Unos cientos de millones de años después del big bang, las nubes de gas colapsaron debido a las tormentas magnéticas de los agujeros negros supermasivos, y nacieron nuevas estrellas a un ritmo muy superior al observado miles de millones de años después en las galaxias normales, explica Silk. La creación de estrellas se ralentizó porque estos potentes flujos de salida pasaron a un estado de conservación de la energía, explicó, lo que redujo el gas disponible para formar estrellas en las galaxias.

«Pensábamos que, al principio, las galaxias se formaban cuando colapsaba una nube gigante de gas», explicó Silk. «La gran sorpresa es que había una semilla en medio de esa nube -un gran agujero negro- y eso ayudó a convertir rápidamente la parte interior de esa nube en estrellas a un ritmo mucho mayor del que esperábamos». Y por eso las primeras galaxias son increíblemente brillantes».

El equipo espera que las futuras observaciones del telescopio Webb, con recuentos más precisos de estrellas y agujeros negros supermasivos en el universo primitivo, ayuden a confirmar sus cálculos. Silk espera que estas observaciones también ayuden a los científicos a reconstruir más pistas sobre la evolución del universo.

«La gran pregunta es: ¿cuáles fueron nuestros comienzos? El Sol es una estrella entre 100.000 millones en la Vía Láctea, y en medio hay un enorme agujero negro. ¿Cuál es la conexión entre ambos?», afirma. «Dentro de un año tendremos datos mucho mejores, y muchas de nuestras preguntas empezarán a tener respuesta».