A solo 27 000 años luz de nosotros, en el centro de la Vía Láctea, vive un agujero negro supermasivo. Tiene más de 4 millones de veces la masa del Sol.
Casi todas las galaxias conocidas tienen uno de estos monstruos en su núcleo. Algunos son muchísimo más grandes. El de la galaxia M87, por ejemplo, pesa 6 500 millones de masas solares.
Y hay otros aún más extremos, con más de 40 mil millones de veces la masa del Sol. Sabemos que existen, pero nadie tiene claro cómo se formaron.
Una teoría dice que nacen a partir de fusiones. Las galaxias se acercan, se combinan y sus agujeros negros se fusionan también, creciendo con el tiempo.
Ese proceso requiere millones o incluso miles de millones de años. Así que, en teoría, solo los agujeros negros más cercanos deberían ser tan gigantescos.
Pero aquí entra el telescopio espacial James Webb, que nos dio una sorpresa: en el universo joven ya existían agujeros negros enormes, con más de mil millones de masas solares.
Eso ocurrió cuando el universo tenía apenas 500 millones de años. Demasiado pronto para que hubieran crecido tanto solo por fusiones.
Entonces, ¿cómo llegaron a ser tan grandes tan rápido? ¿No había suficiente materia para que se alimentaran a toda velocidad?
Sí había materia. Pero hay un límite físico llamado el límite de Eddington. Si un agujero negro traga demasiado rápido, la presión del plasma caliente empuja la materia lejos, frenando su crecimiento.
Ese límite define la velocidad máxima a la que un agujero negro puede crecer. Y, con ese límite, no da tiempo de alcanzar tamaños tan grandes tan pronto.
Un nuevo estudio —publicado en arXiv— cuestiona si ese límite aplicaba en los primeros tiempos del universo, durante la llamada edad oscura.
Es la etapa entre que se formaron los primeros átomos y nacieron las primeras estrellas. En ese período, se empezaron a formar las primeras galaxias… y quizás también los primeros agujeros negros.
Los investigadores usaron simulaciones hidrodinámicas avanzadas. Encontraron que sí pudo existir una fase super-Eddington, donde los agujeros negros crecieron más rápido de lo que hoy sería posible.
Esa fase solo duraba hasta alcanzar unas 10 000 masas solares. Después, el límite de Eddington volvía a frenar el crecimiento como lo hace ahora.
Además, vieron que crecer rápido al inicio no garantizaba terminar más grande. A la larga, los que crecieron lento terminaron igual de pesados.
Como dice la metáfora del estudio: Usain Bolt puede arrancar más rápido, pero Eliud Kipchoge lo supera en el maratón. Lo mismo pasa con los agujeros negros.
Entonces, ni la fusión de galaxias ni el crecimiento superacelerado explican del todo los agujeros negros gigantes que vemos tan temprano en la historia del universo.
Esto lleva a una tercera posibilidad: agujeros negros “semilla” que surgieron justo después del Big Bang, quizá durante el período inflacionario.
Esa idea podría cambiar lo que creemos saber sobre cómo empezó todo.