Un equipo de astrónomos de diversas partes del mundo ha llevado a cabo simulaciones cosmológicas de alta resolución con el fin de investigar el origen de unos pequeños puntos rojos detectados por el Telescopio Espacial James Webb (JWST). Los hallazgos, que se han publicado en la revista Nature, sugieren que estos fenómenos pueden formarse en torno a agujeros negros masivos que experimentan un rápido crecimiento en las condiciones del universo temprano. Además, estos resultados respaldan la teoría de las denominadas estrellas de agujeros negros.
Simulaciones Avanzadas en el Universo Primitivo
Las simulaciones fueron desarrolladas utilizando la supercomputadora ATERUI III de Japón, la cual ha permitido seguir la evolución de nubes de gas, estrellas supermasivas y agujeros negros desde antes de su formación, en un entorno que refleja las características del universo primitivo. El objetivo principal de este estudio era determinar si las propiedades observadas en los pequeños puntos rojos podrían surgir de manera natural dentro de un contexto cosmológico.
Los resultados arrojaron una respuesta afirmativa. Durante las simulaciones, se observó que algunas nubes de gas acumulaban grandes cantidades de materia antes de la formación de estrellas, impulsadas por la intensa radiación ultravioleta emitida por galaxias cercanas. Este proceso culmina en el colapso de dichas nubes, lo que puede dar lugar a la creación de estrellas extremadamente masivas, que posteriormente se convierten en semillas de agujeros negros de cientos de miles de masas solares.
Crecimiento Acelerado de Agujeros Negros
Las simulaciones también revelaron que, una vez que estos agujeros negros se forman, son rodeados por densos discos de gas. Este entorno no solo atrapa la radiación, sino que también permite que los agujeros negros crezcan a velocidades que superan en decenas de veces las tasas que serían posibles en el universo actual. Un comunicado del Observatorio Astronómico Nacional de Japón destaca la relevancia de estos hallazgos.
Los agujeros negros simulados emiten señales que coinciden con varias de las características observadas en los pequeños puntos rojos, incluyendo amplias líneas de hidrógeno, altas densidades de gas y un notable oscurecimiento. Además, el escenario propuesto es coherente con la teoría de las estrellas de agujeros negros, que describe un sistema donde un agujero negro se encuentra rodeado por una envoltura densa de gas, cuya luminosidad no depende de la fusión nuclear como en las estrellas convencionales.
Implicaciones para la Cosmología Moderna
Los autores del estudio consideran que este posible origen proporciona una explicación sencilla para la notable cantidad de pequeños puntos rojos que se observan en el universo temprano. “Estos resultados son una consecuencia natural de las condiciones del universo primitivo, sin requerir suposiciones exóticas ni coincidencias fortuitas. Esta es una clave fundamental para entender la omnipresencia de los pequeños puntos rojos”, enfatiza el comunicado.
La supercomputadora ATERUI III está diseñada específicamente para la investigación astronómica y es operada por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón. Desde su puesta en marcha en diciembre de 2024, ha demostrado su capacidad con 32,256 núcleos de procesamiento y una capacidad teórica de 1.99 petaflops, lo que equivale a cerca de dos mil billones de operaciones por segundo.