Una supercomputadora ayuda a explicar el misterio de los puntos rojos en los confines del universo
Un equipo internacional de astrónomos utilizó simulaciones cosmológicas de alta resolución para reconstruir cómo pudieron formarse algunos de los pequeños puntos rojos detectados por el Telescopio Espacial James Webb (JWST). El estudio, publicado en Nature, muestra que estos objetos pueden surgir alrededor de agujeros negros muy masivos que crecen con rapidez bajo las condiciones del universo temprano. Los resultados son, además, consistentes con la hipótesis de las llamadas estrellas de agujeros negros.
Las simulaciones se realizaron con la supercomputadora japonesa ATERUI III y siguieron la evolución de nubes de gas, estrellas supermasivas y agujeros negros desde antes de su formación, en condiciones propias del universo primitivo. El objetivo era comprobar si las propiedades observadas en los pequeños puntos rojos podían aparecer de manera natural dentro de un escenario cosmológico.
Según los cálculos, sí es posible. En las simulaciones, algunas nubes de gas acumulan grandes cantidades de materia antes de formar estrellas debido a la intensa radiación ultravioleta procedente de galaxias cercanas. Cuando finalmente colapsan, pueden producir estrellas extremadamente masivas que después dan origen a semillas de agujeros negros de cientos de miles de masas solares.
“Las simulaciones revelan que, una vez formados, estos agujeros negros quedan rodeados por densos discos de gas. Este entorno atrapa la radiación, permitiendo que los agujeros negros crezcan a velocidades decenas de veces superiores a las que serían posibles en el universo actual”, apunta un comunicado de prensa distribuído por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón.
Los agujeros negros simulados producen señales que coinciden con varias de las propiedades observadas en los pequeños puntos rojos, entre ellas líneas anchas de hidrógeno, grandes densidades de gas y un fuerte oscurecimiento. Además, el escenario es consistente con la hipótesis de las estrellas de agujeros negros, sistemas en los que un agujero negro permanece rodeado por una envoltura densa de gas y cuya luminosidad no depende de la fusión nuclear como ocurre en una estrella convencional.
Desde cómo se forman las galaxias hasta los orígenes del universo, las imágenes del telescopio espacial James Webb están proporcionando a los cosmólogos nuevos datos que analizar y nuevas teorías que desarrollar.
Para los autores, el posible origen ofrece una explicación relativamente sencilla para la abundancia de pequeños puntos rojos en el universo temprano. “Estos resultados se produjeron como consecuencia natural de las condiciones del universo primitivo, sin necesidad de suposiciones exóticas ni coincidencias fortuitas. Esto es fundamental para explicar la omnipresencia de los pequeños puntos rojos”, señala el comunicado.
ATERUI III es una supercomputadora dedicada específicamente a la astronomía y operada por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón. Entró en funcionamiento en diciembre de 2024 y cuenta con 32,256 núcleos de procesamiento y una capacidad teórica de 1.99 petaflops, es decir, cerca de dos mil billones de operaciones por segundo.