Los cuásares son las fuentes de luz más brillantes del universo, impulsadas por agujeros negros supermasivos que residen en los centros de las galaxias. Su brillo extremo proviene de discos de acreción: enormes cantidades de gas y polvo que giran alrededor del agujero negro. Gracias a la atracción gravitacional, estos discos se aceleran y calientan, produciendo enormes cantidades de radiación. Observaciones recientes realizadas con el telescopio James Webb (JWST) han revelado cuásares cuyo impacto fue tan fuerte que prácticamente “mató” a la galaxia madre, limitando la formación de nuevas estrellas.

Cuásares solitarios: Descubrimientos inesperados

Uno de los descubrimientos más sorprendentes en las investigaciones recientes ha sido la presencia de cuásares que parecen estar casi totalmente aislados en el universo temprano, sin muchas galaxias vecinas que puedan proporcionarles “combustible” para su crecimiento. De hecho, los modelos astronómicos habían pronosticado que los cuásares más tempranos deberían formarse en las regiones más densas del universo, ricas en gas y polvo. Sin embargo, observaciones recientes con el telescopio James Webb revelan que algunos cuásares, como J1007+2115, existen en regiones relativamente vacías del universo.

Estos descubrimientos arrojan una nueva luz sobre la comprensión de la formación de agujeros negros supermasivos y desafían a los científicos a reconsiderar cómo tales objetos pudieron crecer sin fuentes de material cercanas. Existe la posibilidad de que las galaxias que rodean estos cuásares estén en realidad ocultas detrás de densas nubes de polvo, lo que las hace invisibles para los telescopios de sensibilidad ordinaria. Los investigadores esperan que observaciones adicionales, especialmente con JWST, permitan una exploración más profunda a través de este velo cósmico de polvo [16].

Vientos de cuásares: Una fuerza que cambia galaxias

Una de las características clave de los cuásares es su capacidad para producir “vientos cuásares”. Estos vientos son extremadamente poderosos, viajando a velocidades de hasta 7,6 millones de kilómetros por hora, y tienen el poder de expulsar grandes cantidades de gas y polvo de la galaxia, lo que resulta en un “hambre” de nueva formación estelar. Los vientos cuásares que emanan de objetos como J1007+2115 transportan material cuya masa equivale a la masa de 300 soles cada año. Estos vientos no solo detienen el crecimiento del agujero negro supermasivo, sino que también ralentizan significativamente la formación de nuevas estrellas en las galaxias que rodean al cuásar.

De esto se deriva el término “galaxias muertas”: galaxias que alguna vez fueron activas, pero que ahora han dejado de producir nuevas estrellas debido a la falta de recursos necesarios. La galaxia que rodea hoy al cuásar J1007+2115 es probablemente un ejemplo de ello; alguna vez fue rica en actividad, pero los vientos cuásares han agotado en gran medida su material, lo que impide el crecimiento y la formación de nuevas estrellas [17].

Formación temprana de agujeros negros: Colapso de estrellas gigantes

Otra teoría que se considera para explicar cómo los agujeros negros supermasivos pudieron formarse tan rápidamente después del Big Bang es el colapso directo de estrellas masivas. De hecho, según descubrimientos recientes, los primeros agujeros negros supermasivos probablemente se formaron por el colapso de estrellas gigantes que no explotaron como supernovas, sino que colapsaron bajo el peso de su propia gravedad en agujeros negros de masa intermedia. Este proceso de formación permitió un crecimiento muy rápido de estos objetos, ya que inmediatamente después del colapso comenzaron a consumir la materia circundante y así aumentar aún más.

Además, estas primeras estrellas se formaron en “mini-halos” de materia y materia oscura, lo que les permitió alcanzar masas miles de veces mayores que la de nuestro sol. A diferencia de las generaciones de estrellas actuales que están expuestas a intensas radiaciones y ondas de choque de supernovas vecinas, estas primeras estrellas no estaban expuestas a esos factores, lo que permitió la formación de agujeros negros mucho más masivos.

Formación de estrellas "de adentro hacia afuera": Nuevas perspectivas del JWST

La reciente observación del JWST también ha revelado una forma inusual de formación de estrellas en galaxias tempranas - “de adentro hacia afuera”. Los investigadores notaron que en una galaxia temprana, solo 700 millones de años después del Big Bang, las estrellas se forman primero en el centro y luego gradualmente hacia los bordes. Este patrón de formación de estrellas difiere del observado en las galaxias de hoy, pero confirma los modelos teóricos que predecían tal dinámica.

Estas observaciones son clave porque permiten a los astrónomos “verificar su tarea” - comparar datos reales con predicciones teóricas y así comprender mejor cómo las galaxias han evolucionado en los primeros cientos de millones de años después del Big Bang. La formación de estrellas en estas galaxias tempranas probablemente pasó por varias fases, incluida la acreción de gas hacia el centro, lo que finalmente dio forma a los núcleos de las galaxias de hoy.

Continuación de la investigación y futuro

Los científicos planean más observaciones para entender qué exactamente sucedió en las primeras fases del universo y cómo las galaxias evolucionaron hacia grandes estructuras que vemos hoy. Con la ayuda del JWST, se planifican investigaciones adicionales sobre los vientos cuásares y su papel en la formación, pero también en la destrucción de galaxias. El objetivo es entender cómo estos gigantes cósmicos han contribuido a la evolución del universo, así como descubrir cómo los agujeros negros supermasivos se desarrollaron y crecieron a dimensiones enormes.