Qué tan grandes pueden llegar a ser los agujeros negros

Hasta qué punto pueden crecer los agujeros negros

• Los agujeros negros más grandes, llamados ultramasivos, pueden llegar a tener la masa de 66.000 millones de soles, como es el caso de Ton 618.
• Se cree que estos agujeros negros crecieron rápidamente en el universo temprano, pocos millones de años después del Big Bang, mediante procesos aún desconocidos.
• El telescopio James Webb ha revelado datos cruciales sobre estos fenómenos, observando agujeros negros y galaxias compactas que sugieren que su crecimiento fue simultáneo.

Lo esencial: los agujeros negros, conocidos por su capacidad de absorber materia y luz, varían enormemente en tamaño. Mientras que el agujero negro supermasivo Sagitario A* en el centro de la Vía Láctea pesa millones de veces lo que el Sol, algunos agujeros negros, como Ton 618, alcanzan proporciones mucho mayores, llegando a decenas de miles de millones de veces la masa solar. Según detalló BBC Future, el telescopio James Webb ha permitido a los científicos observar el crecimiento de estos gigantes cósmicos en las primeras etapas del universo, desafiando las teorías actuales sobre la formación de galaxias.

Por qué importa: los agujeros negros ultramasivos son clave para entender la evolución del universo:

• Desafían las teorías actuales sobre cómo se forman y crecen las galaxias.
• Plantean nuevas preguntas sobre los procesos que permitieron su crecimiento tan rápido.
• Los descubrimientos del telescopio James Webb reconfiguran nuestra comprensión del universo temprano.

Los agujeros negros son algunos de los objetos más enigmáticos y extremos del universo. Existen en diferentes tamaños, desde aquellos formados por el colapso de estrellas masivas hasta los supermasivos y ultramasivos que habitan en el centro de las galaxias. El agujero negro en el corazón de nuestra galaxia, la Vía Láctea, llamado Sagitario A*, tiene una masa equivalente a 4 millones de veces la del Sol. Sin embargo, detalla la NASA, aunque impresionante, no es ni de lejos el más grande. En el otro extremo del espectro, encontramos gigantes como Ton 618, un agujero negro ultramasivo cuya masa alcanza las 66.000 millones de veces la del Sol.

Este rango de tamaños plantea preguntas importantes sobre cómo estos objetos pudieron llegar a alcanzar tales dimensiones. Los agujeros negros supermasivos, como Sagitario A*, probablemente se formaron a partir de la fusión de múltiples agujeros negros más pequeños y la acumulación de materia a lo largo de miles de millones de años. Sin embargo, los agujeros negros ultramasivos, como Ton 618, son aún más desconcertantes. Su tamaño sugiere un crecimiento extremadamente rápido en una fase temprana del universo, lo que sigue siendo un enigma para los astrónomos.

Los agujeros negros no solo son el producto del colapso de materia en sus etapas finales, sino que también juegan un papel central en la formación y evolución de las galaxias. En casi todas las galaxias conocidas, incluidos grandes cúmulos estelares como la Vía Láctea, se encuentra un agujero negro supermasivo en el centro, actuando como un motor gravitacional que influye en el movimiento de las estrellas, el gas y el polvo que lo rodea. De hecho, se cree que la existencia de estos agujeros negros es fundamental para la estructura de las galaxias y el ritmo de formación estelar.

A medida que estos agujeros negros crecen al absorber materia, su actividad también tiene un impacto significativo en su entorno. A través de procesos como la emisión de chorros de energía desde sus polos, influyen en el movimiento de gas y polvo, regulando a veces el nacimiento de nuevas estrellas. Este intercambio continuo de energía y materia sugiere que los agujeros negros no solo crecen junto a sus galaxias anfitrionas, sino que también podrían ser un factor clave en su evolución.

El telescopio James Webb ha revolucionado la manera en que observamos el universo, ofreciendo imágenes sin precedentes de las primeras etapas del cosmos. Gracias a su capacidad para captar luz de objetos extremadamente distantes, el James Webb ha permitido a los astrónomos observar galaxias formadas pocos cientos de millones de años tras el Big Bang. Estas observaciones han revelado un detalle sorprendente: agujeros negros supermasivos y ultramasivos ya presentes en los centros de estas galaxias tan tempranas.

Lo más interesante es que algunos de estos agujeros negros parecen haber alcanzado proporciones enormes mucho antes de que las galaxias que los rodean estuvieran completamente formadas. Esta revelación ha desafiado las teorías tradicionales, que sugieren que los agujeros negros y las galaxias crecieron juntos. En lugar de eso, los datos del James Webb muestran que muchos de estos agujeros negros podrían haber superado a sus galaxias anfitrionas en tamaño, lo que sugiere un crecimiento acelerado y masivo en sus primeras etapas de vida.

El crecimiento tan rápido de los agujeros negros ultramasivos, como el que observamos en Ton 618, plantea grandes interrogantes para los astrónomos. Existen varias teorías sobre cómo estos objetos pudieron alcanzar tamaños tan colosales en un tiempo relativamente corto. Una de las teorías más aceptadas es que los agujeros negros supermasivos y ultramasivos pudieron haberse formado a partir del colapso de las primeras estrellas del universo, llamadas estrellas de Población III. Estas estrellas, mucho más grandes que las actuales, al explotar en supernovas, pudieron dejar remanentes de agujeros negros que, con el tiempo, crecieron absorbiendo grandes cantidades de gas y materia.

Otra teoría, igualmente fascinante, sugiere que algunos de estos agujeros negros no se formaron a partir de estrellas, sino que nacieron directamente del colapso de enormes nubes de gas. Este proceso, conocido como colapso directo, podría haber permitido la creación de agujeros negros de gran tamaño en los primeros mil millones de años del universo. Según la astrónoma Mar Mezcua, esta explicación podría ser clave para entender cómo los agujeros negros en galaxias jóvenes crecieron tan rápido.

A pesar de los avances significativos logrados con el James Webb y otros instrumentos de observación, los agujeros negros siguen siendo uno de los fenómenos más desafiantes para la ciencia. Uno de los mayores obstáculos es la naturaleza invisible de los agujeros negros: al no emitir luz, solo pueden ser detectados indirectamente, observando su influencia en la materia circundante, como el gas y las estrellas.

Otro desafío clave es entender cómo estos agujeros negros, que existen desde el principio del universo, crecieron tan rápidamente. Las teorías actuales no logran explicar completamente cómo pudieron alcanzar masas de miles de millones de veces la del Sol en tan poco tiempo. Además, la detección y estudio de estrellas de Población III sigue siendo esquiva, lo que deja sin confirmar parte de las hipótesis sobre su papel en la formación de los primeros agujeros negros.