Un agujero negro es una región del Universo donde la gravedad es tan intensa que ni siquiera la luz puede escapar, y cuya presencia solo se delata por la influencia que ejerce sobre lo que lo rodea. Esa influencia puede revelarse de muchas formas: mediante fenómenos como chorros de materia lanzados a velocidades cercanas a la de la luz, intensas emisiones de rayos X o núcleos galácticos capaces de brillar más que miles de millones de estrellas. Sin embargo, un equipo internacional de investigadores acaba de estudiar un caso muy distinto: un agujero negro gigantesco que permanece prácticamente inactivo. Lo sorprendente no es solo su silencio, sino su tamaño y la enorme distancia a la que se encuentra. El hallazgo, publicado en Science, ha contado con la participación de investigadores del Instituto de Física de Cantabria, entre ellos José María Diego Rodríguez, nuestro invitado en Hablando con Científicos.

La historia comenzó con un proyecto aparentemente diferente. Los investigadores observaban un cúmulo de galaxias que actúa como una lente gravitatoria natural. Detrás de él se encuentra una galaxia muy lejana cuya luz es amplificada por la gravedad del cúmulo. En esa galaxia apareció una supernova, bautizada como Requiem, cuya observación fue posible gracias a la lentes gravitatoria generada por el cúmulo.

José María Diego explica que una lente gravitatoria puede compararse con un eco luminoso. La luz de una galaxia lejana no sigue un único camino hacia nosotros, sino varios recorridos distintos curvados por la gravedad del cúmulo. Como consecuencia, una misma explosión estelar puede aparecer varias veces en distintas posiciones del cielo y en momentos diferentes. “Midiendo cómo evoluciona la luz de esa supernova con el tiempo, tenemos un reloj para medir cuánto ha tardado la luz o cuál es la diferencia en el viaje que ha tardado la luz en llegar desde una imagen o la otra“», explica.

El objetivo inicial era utilizar esos retrasos temporales para estudiar la expansión del universo. Sin embargo, la historia dio un giro inesperado cuando apareció una segunda supernova en la misma galaxia, denominada Encore. Encontrar dos supernovas en tan poco tiempo dentro de una galaxia envejecida y prácticamente inactiva es algo extremadamente raro. Aquello motivó una nueva campaña de observación con el telescopio espacial James Webb y obligó a construir modelos mucho más precisos del cúmulo que actuaba como lente gravitatoria.

Para mejorar esos modelos, el equipo obtuvo observaciones con MUSE, uno de los espectrógrafos más avanzados del mundo, instalado en el Very Large Telescope de Chile. Gracias a él pudieron medir la velocidad de las galaxias del cúmulo y también la de la galaxia lejana situada detrás. Esos datos permitieron descubrir algo extraordinario en su región central: las estrellas se movían a velocidades enormes.

La explicación más razonable era la presencia de un agujero negro supermasivo. “Cuanto más masivo sea el agujero negro, más rápido se tienen que mover las estrellas para compensar la fuerza de la gravedad”, señala José María. Analizando esos movimientos, los investigadores dedujeron que el objeto central posee una masa del orden de miles de millones de veces la masa del Sol.

La cifra impresiona aún más cuando se compara con Sagitario A*, el agujero negro situado en el centro de la Vía Láctea. Nuestro agujero negro central tiene unos cuatro millones de masas solares; el descubierto en MRG-M0138 es más de mil veces más masivo. Aun así, lo que realmente lo hace especial no es su tamaño, sino que está inactivo. “Lo que hace peculiar a este agujero negro es que está dormido”, comenta José María Diego.

La mayoría de los agujeros negros gigantes se detectan porque están devorando materia. El gas que cae hacia ellos forma un disco de acreción que gira a velocidades enormes, se calienta hasta millones de grados y emite grandes cantidades de energía. Pero en este caso no ocurre nada parecido. No hay un disco brillante ni intensas emisiones de radiación. La única forma de detectar el agujero negro es observando sus efectos gravitatorios sobre las estrellas vecinas.

El descubrimiento tiene importantes implicaciones para comprender cómo crecieron las galaxias y sus agujeros negros durante los primeros miles de millones de años de historia cósmica. La galaxia observada existía cuando el universo tenía apenas una cuarta parte de su edad actual. Sin embargo, ya albergaba un agujero negro gigantesco. Esto plantea una pregunta fundamental: ¿cómo pudieron crecer tan rápido estos monstruos cósmicos?

Según Diego, una de las cuestiones más debatidas actualmente es determinar qué apareció primero: la galaxia o el agujero negro. “Es un poco como el huevo y la gallina”, afirma. El telescopio James Webb está proporcionando nuevas pistas sobre este problema gracias al descubrimiento de los llamados Little Red Dots, pequeños puntos rojos observados en el universo temprano que podrían contener agujeros negros en pleno proceso de crecimiento.

Entre las hipótesis que se manejan figura la existencia de objetos híbridos, a medio camino entre una estrella y un agujero negro. José María Diego describe uno de estos modelos como “una estrella enorme, pero en el centro, en vez de tener la fusión que sucede en las estrellas, tienes un agujero negro”. Si estas ideas resultan correctas, podrían ayudar a explicar cómo algunos agujeros negros alcanzaron masas gigantescas en una época tan temprana del cosmos.

La investigación también está relacionada con otros grandes enigmas, como la materia oscura. Los modelos de lente gravitatoria utilizados para estudiar el cúmulo indican que aproximadamente el 90 % de su masa corresponde a materia oscura invisible. “No sabemos lo que es, pero sabemos dónde está”, resume el investigador.

Todo ello ha sido posible gracias al James Webb, un instrumento que el investigador define como un monumento a la creatividad humana. Su extraordinaria sensibilidad, combinada con el efecto amplificador de las lentes gravitatorias, está permitiendo estudiar objetos que hasta hace muy poco permanecían completamente fuera de nuestro alcance.

Y la historia aún no ha terminado. Los modelos predicen que una nueva imagen de la supernova Requiem debería reaparecer entre 2027 y 2028. Cuando eso ocurra, los astrónomos dispondrán de una nueva oportunidad para poner a prueba sus modelos cosmológicos y quizá aportar información valiosa sobre uno de los debates más intensos de la astronomía actual: la verdadera velocidad de expansión del universo. Mientras tanto, este gigantesco agujero negro dormido continúa oculto en la oscuridad, revelando su presencia únicamente a través de la danza de las estrellas que orbitan a su alrededor.

Os invitamos a escuchar a José María Diego Rodríguez, investigador del Grupo de Cosmología Observacional e Instrumentación, del Instituto de Física de Cantabria (IFCA, CSIC-UC).

Referencias:

Newman et al. A stellar dynamical mass measurement of an inactive black hole at redshift 2 Ciencia
4 de junio de 2026 Vol. 392 , número 6802 págs. 1065 – 1068 DOI: 10.1126/science.adx5816