Los farolillos rojos del cosmos: qué esconden los objetos compactos del universo temprano ✦

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Cuando el telescopio espacial James Webb dirigió su mirada hacia las profundidades del tiempo, los astrónomos esperaban ver las galaxias habituales. Pero en cambio, las imágenes se salpicaron de un montón de puntos rojos brillantes e increíblemente compactos. Estos objetos, cariñosamente apodados «pequeños puntos rojos» (LRD), resultaron no ser ciudades estelares, sino algo mucho más extraño: parecidos a diminutos farolillos celestiales, en cuyo interior arde una llama oculta a la vista.

Imagina un tradicional farolillo chino: una fina hoja de papel de arroz tensada sobre un armazón, con una llama titilando en su interior. El papel suaviza la luz, dándole un tono meloso, rojizo. Así son los LRD: en su núcleo no hay una vela, sino un agujero negro supermasivo en acreción, alrededor del cual se arremolina un denso "sobre" de gas. La radiación ultravioleta, nacida de la fricción de la materia que cae, lucha por atravesar la envoltura irregular, perdiendo por el camino los fotones azules y emergiendo ya de un rojo carmesí. Cada fotón que nos llega es como un mensajero agotado, que ha pasado miles de años vagando por un laberinto de gas. Esa luz enrojecida fue la que captaron los espectrógrafos de JWST.

Para mirar bajo el «papel», el equipo de Makoto Ando empleó una potente técnica estadística: el apilamiento mediano de espectros de alrededor de un centenar de LRD. Los espectros se agruparon según la intensidad del salto de Balmer, un brusco corte de la radiación más allá del umbral de ionización del hidrógeno, descubierto en su día por Johann Balmer. Este salto es como un escalón repentino con el que el espectro parece tropezar. En los espectros apilados aparecieron también otros detalles: brillantes líneas de emisión de carbono (CIII] y CIV), helio (HeII) y oxígeno (OIII]). Resultó que cuanto más abrupto es este corte, más rojo es el continuo ultravioleta y más compacta la fuente. La pendiente, llamada índice espectral UV β_UV, para las galaxias con formación estelar típicas es de aproximadamente –2, mientras que para los LRD es en promedio –1.4; como si alguien hubiera echado sobre cada farolillo una capa extra de gasa.

Todos estos indicios pintan un cuadro del pasado lejano, donde los agujeros negros crecían en un régimen de «acreción super-Eddington», engullendo materia mucho más rápido del límite teórico predicho por Karl Schwarzschild. Los LRD son embriones de futuros gigantes galácticos, el momento en que el motor central ya está en marcha, pero el capullo aún no se ha desprendido. La naturaleza parece jugar al escondite con nosotros, cubriendo el nacimiento violento de los agujeros negros con cortinas de gas. Futuras observaciones en espectroscopía de alta resolución y en rayos X permitirán distinguir cómo la luz se escapa a través de las brechas en la envoltura, y comprender de dónde surgieron en el joven universo monstruos de mil millones de masas solares en apenas unos cientos de millones de años. Esto no es solo un episodio más de la astrofísica: es un paso hacia la comprensión de la evolución de las propias galaxias.

Quizás los LRD son el eslabón perdido entre las primeras estrellas y los cuásares actuales. Su estudio obliga a revisar los modelos de formación de estructuras, que inició Edwin Hubble con su descubrimiento de la expansión del universo, y donde no solo la materia oscura y el gas desempeñan un papel clave, sino también la activa retroalimentación de los agujeros negros en crecimiento. Cuando los futuros telescopios de nueva generación retiren las pantallas de papel de estos lejanos farolillos, veremos algo asombroso: el momento en que se ponen en marcha las mayores máquinas de energía del universo.