El telescopio espacial James Webb detectó en el universo primitivo objetos rojos diminutos pero anormalmente brillantes. Su luz supera en cientos de veces lo esperado para las galaxias típicas de esa época. Es probable que en su interior se oculten agujeros negros con masas de miles de millones de soles; el problema es que no habrían tenido tiempo de crecer gradualmente desde el Big Bang.
Un nuevo trabajo propone la solución: estos agujeros negros no crecieron, sino que nacieron gigantes. Surgieron de la materia oscura, esa sustancia invisible que impregna el cosmos. En el universo primitivo ocurrió una transición de fase, como en una olla de gelatina que se solidifica: casi toda la sustancia se endureció de golpe, pero aquí y allá quedaron bolsas líquidas. Estas burbujas aisladas colapsaron bajo su propio peso, dando origen a agujeros negros supermasivos sin un largo proceso de acreción.
El mismo proceso debió generar ondas gravitacionales — ondulaciones del espacio-tiempo — de frecuencia ultrabaja. Cada una de estas ondas es más larga que nuestra galaxia y hace que la Tierra se comprima y estire en fracciones de protón. Podemos captarlas observando púlsares: estas estrellas muertas giran con la precisión de un reloj atómico, y la más mínima perturbación en su ritmo delataría el paso de una onda gravitacional. Si se encuentra la señal, la hipótesis recibiría una confirmación irrefutable.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2604.01304
JWST has revealed an abundant population of compact, low-metallicity "Little Red Dots" (LRDs) at high redshift, challenging conventional scenarios in which supermassive black holes (SMBHs) grow from stellar-mass seeds. We consider a scenario in which the SMBHs are instead supermassive primordial black holes (SMPBHs), formed directly in a decoupled, subdominant dark sector undergoing a first-order phase transition. Unlike conventional stochastic phase transitions, our mechanism is based on the catalysis by domain walls (DWs): most of the Universe completes the transition rapidly, while rare long-lived false-vacuum domains survive because of DW statistics and collapse into PBHs. This mechanism naturally yields SMPBH seeds with masses up to $$M_{\rm PBH}\sim \mathcal{O}(10^{10}) M_\odot$$, whose abundance can account for the observed LRD population. It also avoids the usual tensions with phase transition completion, $$\Delta N_{\rm eff}$$, and large curvature perturbations. The dark phase transition simultaneously generates an ultra-low-frequency stochastic gravitational-wave background peaking near the pulsar-timing-array range, providing a test of this dark-sector origin of LRDs.
Según los cálculos de los autores, los agujeros negros primordiales en los puntos rojos podrían tener una masa de hasta diez mil millones de soles, ¡casi tanto como toda la Vía Láctea!