Por Canuto  

Un análisis de datos del James Webb explora si el Puntito Rojo Abell 2744-QSO1 pudo crecer alrededor de un agujero negro primordial, una clase hipotética de objetos que habría surgido antes de las estrellas.
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  • QSO1 se observa como era unos 700 millones de años después del Big Bang y está a unos 13.100 millones de años luz de la Tierra.
  • El equipo comparó tres escenarios y consideró más probable que un agujero negro primordial pequeño creciera al consumir gas y energía de su entorno.
  • Los investigadores planean examinar más de 100 Puntitos Rojos detectados por el JWST, aunque la hipótesis todavía no confirma la existencia de estos agujeros negros.

Una hipótesis para explicar un objeto temprano

El telescopio espacial James Webb (JWST) ha detectado objetos compactos y rojizos en el universo temprano que los astrónomos llaman Puntitos Rojos. Su origen sigue sin estar resuelto y, según el reporte de Space.com, una investigación reciente plantea que algunos podrían estar relacionados con agujeros negros primordiales, una posibilidad que todavía requiere pruebas. La propuesta no establece que todos esos objetos tengan el mismo origen ni que los agujeros negros primordiales hayan sido confirmados.

La investigación se concentró en Abell 2744-QSO1, también llamado QSO1, un objeto situado a unos 13.100 millones de años luz de la Tierra. La luz observada por los científicos corresponde a una etapa en la que el universo tenía apenas unos 700 millones de años, por lo que el objeto ofrece una ventana a un período muy temprano de la historia cósmica. Su composición, casi enteramente de hidrógeno y helio, lo distingue de otros Puntitos Rojos considerados en la discusión.

Los estudios iniciales de QSO1 indican que podría ser poco más que una nube de gas de hidrógeno y helio brillante que rodea un agujero negro, según informó la Agencia Espacial Europea. El hidrógeno y el helio fueron los primeros elementos del universo, de acuerdo con el contexto presentado por el equipo, y esa composición convierte a QSO1 en un candidato especialmente interesante para estudiar condiciones primitivas. Los investigadores lo describen como posiblemente más inmaculado que otros objetos de esta clase, pero esa característica por sí sola no demuestra que albergue un agujero negro primordial. Funciona, más bien, como una razón para examinar con modelos si ese origen podría ser compatible con las observaciones.

Los agujeros negros primordiales se diferenciarían de los agujeros negros astrofísicos habituales por la forma en que habrían nacido. Estos últimos se forman cuando una estrella masiva colapsa tras su muerte, mientras que los primordiales podrían proceder de fluctuaciones en la densidad de la materia durante los primeros instantes del cosmos. Valerio De Luca, investigador posdoctoral del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Johns Hopkins, explicó que los mecanismos de formación serían distintos porque los primordiales surgirían antes de las primeras estrellas.

Qué propone el modelo sobre QSO1

La existencia de agujeros negros primordiales ha sido planteada durante décadas, desde que Stephen Hawking propuso la idea en los años setenta, pero no cuenta con pruebas concluyentes. Parte de la dificultad consiste en distinguirlos de los agujeros negros formados por procesos estelares, porque ambos podrían aparecer asociados con estructuras observables en el universo. De Luca señaló que algunos Puntitos Rojos podrían rodear agujeros negros astrofísicos, mientras que otros, si estos objetos primordiales existen, podrían tener un origen distinto.

Para poner a prueba esa posibilidad, De Luca y sus colegas modelaron cómo podría formarse un Puntito Rojo como QSO1 a partir de un agujero negro primordial. El ejercicio era necesario porque la hipótesis depende de condiciones específicas y debe respetar límites derivados de observaciones cosmológicas. Loris Del Grosso, también investigador posdoctoral del Departamento de Física y Astronomía de Johns Hopkins, indicó que esas restricciones incluyen el número de agujeros negros primordiales que podría haber en el universo y la cantidad que cabría en un mismo cúmulo.

El equipo examinó tres escenarios posibles y encontró que el más probable, dentro de los modelos considerados, empieza con un agujero negro primordial más pequeño. Ese objeto habría consumido gas y energía de su entorno hasta crecer y alcanzar el tamaño atribuido a QSO1. El resultado describe una vía plausible según el análisis, no una detección directa del agujero negro ni una confirmación definitiva de que el Puntito Rojo se formó de esa manera.

Del Grosso dijo que el trabajo abrió un poco más la puerta a la posibilidad de que algunos Puntitos Rojos sean agujeros negros primordiales, al mostrar que ciertos escenarios resultan más probables que otros. La cautela es importante: el estudio compara explicaciones posibles para un caso concreto, pero la hipótesis depende de que esos agujeros negros hayan existido y de que las condiciones propuestas puedan producir un objeto con las características observadas. Los hallazgos del equipo se publicaron en junio en la revista Physical Review Letters.

Una búsqueda que aún necesita más observaciones

La investigación no convierte a QSO1 en una prueba definitiva sobre el origen de todos los Puntitos Rojos. De Luca planteó que pueden coexistir objetos vinculados con agujeros negros astrofísicos y otros que, eventualmente, se remonten a agujeros negros primordiales; la tarea pendiente es distinguirlos. Ese desafío muestra por qué los modelos y las observaciones deben complementarse: una apariencia semejante no basta para establecer que dos objetos compartan una historia de formación.

El siguiente paso anunciado por Del Grosso y sus colegas consiste en examinar los más de 100 Puntitos Rojos observados por el JWST. El equipo busca determinar cuántos podrían haber comenzado su evolución como agujeros negros primordiales, en lugar de asumir que QSO1 representa a toda la población. Una comparación más amplia permitiría evaluar si el escenario que parece más probable para este objeto también encaja con otros casos detectados por el telescopio.

El interés de esa búsqueda va más allá de explicar una categoría de objetos compactos y rojizos, porque la hipótesis se refiere a procesos que habrían ocurrido antes de la formación de estrellas, polvo galáctico y elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. Si los agujeros negros primordiales existieran, los científicos tendrían que explicar qué condiciones del universo temprano permitieron crearlos. De Luca afirmó que aclarar ese proceso supondría un descubrimiento revolucionario para la física.

Por ahora, el resultado debe leerse como una evaluación teórica basada en datos del JWST y no como el anuncio de una detección confirmada. La composición de QSO1, su antigüedad observada y el escenario de crecimiento por acumulación de gas ofrecen motivos para seguir investigando, pero no resuelven por sí solos el origen del objeto. El análisis de otros Puntitos Rojos será decisivo para saber si la pista conduce a una población de agujeros negros primordiales o si QSO1 encaja mejor con explicaciones astrofísicas conocidas.


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