El telescopio espacial James Webb (JWST), operativo desde 2022, ha abierto una ventana inesperada hacia el universo primitivo que desafía los modelos astrofísicos establecidos. En apenas tres años de observaciones, los investigadores han descubierto fenómenos que no encajan con las teorías vigentes sobre la formación de galaxias, agujeros negros y las primeras estructuras cósmicas. Entre los enigmas más desconcertantes destacan los llamados "puntitos rojos" (little red dots), los agujeros negros supermasivos aparentemente demasiado grandes para su edad y galaxias tempranas con un brillo inesperadamente intenso.
Uno de los hallazgos más intrigantes son los "puntitos rojos": cientos de objetos compactos y rojizos que comenzaron a aparecer de forma significativa unos 650 millones de años después del Big Bang y que nunca antes habían sido detectados. Charlotte Mason, astrofísica del Cosmic Dawn Center de Copenhague, explicó a Quanta Magazine que estos objetos podrían ser un tipo completamente nuevo de fenómeno, bautizado como "estrella de agujero negro": un agujero negro envuelto en una densa capa de gas que emite luz de manera similar a la atmósfera de una estrella. Sin embargo, el análisis espectroscópico realizado por Mason y sus colegas no mostró las señales de absorción de luz que se esperarían si el gas fuera uniforme, lo que sugiere que la nube de gas podría ser fragmentada o grumosa.
El segundo gran misterio gira en torno a los agujeros negros supermasivos del universo temprano. Según Jenny Greene, astrofísica de la Universidad de Princeton, ya pocos cientos de millones de años tras el Big Bang se observan agujeros negros de mil millones de masas solares, algo extremadamente difícil de explicar. Existen tres hipótesis principales: semillas iniciales enormes formadas por colapso directo de nubes de gas (de hasta 10.000 masas solares); fusión rápida de agujeros negros más pequeños en cúmulos estelares densos; o una tasa de crecimiento acelerada mediante acreción super-Eddington, en la que el disco de acreción se expandiría lo suficiente para superar la presión de radiación que normalmente limita el crecimiento. Aunque en 2024 el JWST observó un agujero negro, 1.500 millones de años tras el Big Bang, alimentándose a 40 veces el límite de Eddington —lo que respalda esta última hipótesis—, un estudio reciente de un "puntito rojo" lenteado gravitacionalmente, de unos 750 millones de años tras el Big Bang y con una masa estimada de 50 millones de soles, apunta más bien a la formación de una semilla masiva por colapso directo, sin galaxia anfitriona discernible.
El tercer enigma afecta a las galaxias primitivas, cuyo brillo desafía los modelos de formación galáctica. Rachel Somerville, investigadora senior, describió el escenario aceptado: tras unos 270 millones de años tras el Big Bang (corrimiento al rojo z≈15), el gas comenzó a fluir hacia los halos de materia oscura, encendiéndose las primeras estrellas y formando las primeras galaxias. No obstante, muchas galaxias observadas por el Webb brillan más de lo predicho, lo que ha obligado a los astrónomos a revisar sus simulaciones y parámetros sobre la eficiencia de conversión de gas en estrellas y la acumulación de materia oscura en las galaxias más tempranas.
Las contradicciones entre los datos sugieren que aún no existe una respuesta única. Greene reconoció que "claramente hay diferencias en cómo están creciendo los agujeros negros que aún no comprendemos del todo", mientras que Mason continúa dibujando diagramas y ajustando modelos a mano alzada, literalmente, en busca de la configuración correcta del gas. La comunidad astrofísica coincide en que el JWST no ha invalidado la cosmología estándar, pero sí ha demostrado que el universo temprano fue más rico, más complejo y más violento de lo que se pensaba. Las nuevas observaciones prometen seguir estrechando el cerco en torno a estas cuestiones en los próximos años, a medida que se acumulen espectros más detallados y se amplíe la muestra de objetos analizados.