Un agujero negro recientemente observado en el universo primitivo desafía los modelos astrofísicos establecidos al exceder las tasas de crecimiento previstas y exhibir simultáneamente patrones de radiación inesperados. El objeto, designado ID830, es un agujero negro supermasivo (SMBH) que existía cuando el universo tenía solo el 15% de su edad actual y pesaba ya 440 millones de veces la masa de nuestro Sol. Este descubrimiento plantea preguntas fundamentales sobre cómo estas entidades colosales se formaron tan rápidamente.
El límite de Eddington y el crecimiento de Super-Eddington
Los agujeros negros son conocidos por sus apetitos insaciables, pero su crecimiento está teóricamente limitado por el límite de Eddington. Este “límite de velocidad” dicta que la presión saliente de la radiación emitida por la materia que cae debería eventualmente detener una mayor acumulación. Sin embargo, ID830 parece estar consumiendo materia 13 veces el límite de Eddington, una hazaña que antes se consideraba imposible durante períodos prolongados.
Los investigadores proponen varios mecanismos para explicar este crecimiento super-Eddington. Una posibilidad es que el agujero negro sufra breves e intensos períodos de alimentación, ingiriendo rápidamente gas y polvo antes de que aumente la presión de radiación. Otro sugiere que se consume material del ecuador del agujero negro mientras que la radiación se expulsa de sus polos, saltándose las limitaciones habituales.
La combinación inesperada de emisiones de radio y rayos X
Lo que hace que el ID830 sea aún más peculiar es que emite intensas ondas de radio y rayos X al mismo tiempo. Los modelos actuales predicen que la acreción de Super-Eddington debería suprimir las emisiones de radio. Esta contradicción sugiere que la física subyacente de la acreción extrema y la formación de chorros no se comprende completamente. Se cree que la corona del agujero negro (una nube turbulenta de partículas de mil millones de grados que orbita a una velocidad cercana a la de la luz) genera los rayos X, mientras que poderosos campos magnéticos lanzan los chorros de radio.
Implicaciones para la formación de SMBH en el universo temprano
La existencia de ID830 respalda la idea de que las SMBH crecieron mucho más rápido y antes en el universo de lo que se suponía anteriormente. El telescopio espacial James Webb ya ha revelado agujeros negros inesperadamente masivos de esta era, y el comportamiento del ID830 ayuda a conciliar esas observaciones con los modelos teóricos.
Una de las principales hipótesis postula que la primera generación de estrellas, conocidas como estrellas de Población III, colapsaron para formar “semillas” masivas de agujeros negros de más de 1.000 masas solares. Incluso con estas semillas, alcanzar los tamaños observados requeriría una acumulación rápida y prolongada. El descubrimiento de ID830 sugiere que estos períodos de crecimiento súper Eddington pueden haber sido más comunes de lo que pensaban los científicos.
La prevalencia de cuásares extremos
Los datos preliminares sugieren que los quásares como ID830 (aquellos capaces de exceder el límite de Eddington y mostrar emisiones de radio y rayos X) pueden ser mucho más numerosos en el universo temprano de lo previsto. Los modelos estimaban anteriormente que sólo el 10% de los quásares tienen potentes chorros de radio, pero esta nueva investigación sugiere que estos objetos energéticos podrían ser significativamente más abundantes, remodelando nuestra comprensión de la evolución de las galaxias.
El comportamiento del ID830 demuestra que el universo aún guarda sorpresas. Su existencia nos obliga a reconsiderar los modelos estándar de crecimiento de agujeros negros y evolución galáctica temprana, lo que sugiere que las fases extremas de alimentación y excreción pueden haber sido una característica común del cosmos en su infancia.
