No hacían falta hipótesis exóticas para explicar los puntos rojos del James Webb. Solo la simulación más precisa jamás hecha del universo temprano

Poco después de comenzar con su trabajo de observación, el Telescopio Espacial James Webb detectó algo que ha traído de cabeza a astrónomos de todo el mundo desde entonces. Se trata de una serie de puntos rojos que parecen corresponderse con un objeto tan masivo y compacto que no debería existir según el modelo cosmológico actual. Desde finales de 2022, cuando el telescopio arrojó las primeras imágenes de estos puntos rojos, se han lanzado varias hipótesis. Sin embargo, la mayoría de ellas tenían alguna laguna que impedía que cuadrasen por completo. Ahora, gracias a una supercomputadora japonesa, tenemos otra que podría tener algo más de sentido.

Viaje a los albores del Universo. Si hay algo bastante claro y coincidente en la mayoría de hipótesis es que estos puntos se formaron poco después del Big Bang, cuando el Universo estaba aún en pañales. Por eso, los científicos del Instituto Max Planck de Astrofísica decidieron que para comprender mejor cuál puede ser su origen habría que viajar a ese momento. Esto, lógicamente, no es posible, pero sí puede simularse. Gracias a la supercomputadora japonesa ATERUI III, han logrado obtener la simulación cosmológica más detallada hasta la fecha del Universo temprano. Eso ha permitido hacer un seguimiento de cómo pudieron formarse esos puntos rojos y concluir que, posiblemente, se trata de agujeros negros en pleno crecimiento explosivo.

Una sola estrella supermasiva. Con esta simulación se ha visto que en el Universo temprano habría una gran cantidad de radiación ultravioleta evitando la formación de estrellas en las nubes de gas. Como resultado, en vez de muchas estrellas pequeñas, como ocurre en etapas posteriores, el gas colapsaría para dar lugar a una sola estrella muy grande. También habría otras cuantas protoestrellas, pero solo la más masiva seguirá el camino en el que colapsa, dando lugar a una “semilla de agujero negro”. Es decir, una fase inicial del mismo, que iría creciendo poco a poco por acumulación de gas circundante, radiación y fusiones. 

En este caso, esa semilla estaría rodeada por densos discos de gas que atraparían la radiación, de modo que esta actúa como un escudo que impide que el la propia presión de radiación del agujero negro frene su crecimiento. Como resultado, estos agujeros negros crecieron muchísimo más rápido de lo que consideramos normal con el modelo cosmológico estándar. 

Por qué rojos. En realidad, los motivos por los que vemos los puntos rojos de ese color sí estaban claros. Se debe, mayormente, a su antigüedad. La expansión del Universo estira la luz que viajó hasta nosotros, desplazándola hacia longitudes de onda más largas. Cuanto más tiempo lleva viajando hasta nosotros, más roja. Además, esa nube de gas que hemos dicho que envuelve las semillas de agujero negro absorbe la luz más azul y deja pasar la roja, por eso se ven con ese color predominante.

Por qué es interesante. Este hallazgo es muy interesante, porque resuelve el misterio de por qué se han detectado agujeros negros supermasivos en muy poco tiempo después del Big Bang. Ahora que el James Webb ha detectado estos puntos rojos y que sabemos que posiblemente son semillas de crecimiento acelerado, entendemos qué es lo que pasó. 

Lo mejor es que no hacen falta hipótesis exóticas ni excepciones que confirmen la regla. Gracias a la simulación de la supercomputadora japonesa, entendemos que, en realidad, lo que pasó fue lo normal en los albores del Universo. 

¿Es seguro? En astronomía, casi nada es seguro. Esta parece la hipótesis más contundente, ya que parte de la mejor simulación que se ha hecho hasta la fecha del Universo primitivo. Aun así, la investigación en torno a los puntos rojos no ha terminado. Seguro que este curioso hallazgo del James Webb tiene aún muchas noticias que darnos. 

Imagen | Visualización de la simulación por ATERUI III mostrando un agujero negro en rápido crecimiento rodeado de gas. El rojo indica zonas de mayor temperatura.. Crédito: Sunmyon Chon, Takaaki Takeda, Proyecto 4D2U, NAOJ

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