JWST revela posible agujero negro supermasivo en la galaxia primordial GHZ2

El Telescopio Espacial James Webb (JWST) continúa reescribiendo los primeros capítulos de la historia cósmica. Esta vez, un nuevo análisis ha revelado indicios sólidos de actividad de un agujero negro activo —un núcleo galáctico activo o AGN— en la galaxia GHZ2, situada a un redshift de z = 12,34, lo que equivale a mirar atrás hasta cuando el universo tenía unos 350 millones de años.

Si esta interpretación se confirma, estaríamos ante el agujero negro activo más lejano jamás identificado, un descubrimiento que desafía los modelos actuales sobre cómo crecieron los primeros agujeros negros supermasivos.

¿Qué es GHZ2 y por qué es tan especial?

GHZ2 fue identificada en los primeros meses de operaciones del JWST como una de las galaxias más luminosas y cercanas al inicio del universo. Sus datos espectroscópicos proceden de NIRSpec y MIRI, dos de los instrumentos estrella del telescopio.

Lo que inicialmente parecía una galaxia joven con intensa formación estelar resultó esconder detalles más complejos: el espectro mostraba líneas de emisión ultravioletas extremadamente potentes, como C IV λ1548 y C III] λ1908, muy difíciles de explicar únicamente mediante estrellas jóvenes.

Estas líneas requieren fotones de energías muy altas, típicas de ambientes dominados por agujeros negros activos.

¿Qué han hecho los investigadores?

El equipo utilizó BEAGLE-AGN, un modelo avanzado capaz de descomponer la luz observada en tres componentes:

⭐ Estrellas

💨 Regiones H II (gas ionizado por la formación estelar)

🕳️ Emisión del Núcleo Activo (AGN)

La clave de su análisis está en comparar cómo diferentes combinaciones de estos elementos reproducen el espectro real. Y el resultado fue contundente:

👉 Los modelos que incluyen AGN encajan abrumadoramente mejor que los que solo incluyen estrellas.

El indicador estadístico que evalúa esto, la evidencia bayesiana, muestra diferencias gigantescas:

Los modelos sin AGN quedan descartados por márgenes de más de 100 unidades en ΔlnZ, un nivel de confianza extraordinario en astrofísica.

Una contribución sorprendente del agujero negroSegún los autores, el AGN aporta:

• 54% del flujo de C IV λ1548

• 26% del flujo de C III] λ1908

• Contribuciones menores pero significativas a Hα, [O III] y He II

Esto es exactamente lo que esperaríamos si GHZ2 alberga un agujero negro creciendo activamente en su centro.

Lo llamativo es que, aunque las estrellas pueden reproducir parte del espectro, ningún escenario estelar conocido es capaz de producir suficiente C IV para igualar lo observado.

¿Qué tamaño tiene este agujero negro?

Utilizando la luminosidad de acreción estimada para el AGN, los autores calculan un rango de posibles masas según cuán eficientemente esté creciendo el agujero negro:

🌟 log(MBH/M☉) ≈ 6.9 – 7.9, es decir, entre 8 y 800 millones de masas solares.

Incluso en el extremo inferior del rango, hablamos de un agujero negro enormemente masivo para una época tan temprana.

La relación entre la masa del agujero negro y la masa estelar de la galaxia es mucho mayor que la observada en el universo local, un patrón común en los AGN detectados por JWST a muy alto redshift.

¿Cómo pudo formarse un agujero negro tan grande tan pronto?

Este es el interrogante más profundo del estudio. Si GHZ2 alberga realmente un agujero negro de ~10⁷ M☉, su existencia plantea desafíos enormes:

1. ¿Semillas pesadas?

El agujero negro podría haber nacido ya con 10⁵–10⁶ M☉, mediante colapsos directos de nubes de gas masivas.

2. ¿Acreción super-Eddington?

El crecimiento podría haber sido excepcionalmente eficiente, a ritmos superiores al límite teórico estándar.

3. ¿Formación a redshift >20?

Los modelos sugieren que el ‘semillero’ podría haberse formado incluso 100 millones de años antes de lo previsto.

Modelos teóricos explorados en el artículo muestran que solamente con semillas masivas y un crecimiento muy temprano se puede alcanzar la masa observada a z ≈ 12.

Implicaciones para la cosmología

Si GHZ2 contiene un AGN activo, esto implica que:

• Los agujeros negros comenzaron a crecer antes y más rápido de lo aceptado hasta ahora.

• Las primeras galaxias no eran simples: ya combinaban intensa formación estelar con núcleos activos complejos.

• Los modelos de formación de agujeros negros supermasivos requieren una revisión profunda.

Además, GHZ2 se convierte en un objetivo prioritario para futuras observaciones del JWST, especialmente con espectros de mayor resolución que puedan confirmar la presencia de líneas ensanchadas o de un continuo dominado por el AGN.

En conclusión, el estudio de GHZ2 abre una ventana fascinante al universo primitivo. Gracias a la sensibilidad del JWST y a herramientas de modelado avanzadas, estamos descubriendo que los primeros agujeros negros pudieron ser más masivos, más frecuentes y más influyentes de lo que imaginábamos.

GHZ2 no solo sería la galaxia más lejana con un AGN identificado, sino un posible laboratorio cósmico para entender el nacimiento de los primeros gigantes gravitatorios.

Estamos ante un resultado que podría cambiar nuestra visión del amanecer cósmico… y que solo acabamos de empezar a explorar.

📚 ReferenciaChávez Ortiz, O. A. et al. (2025). Significant Evidence of an AGN Contribution in GHZ2 at z = 12.34.