Un grupo internacional de astrofísicos logró hacer algo que parecía imposible: pesar un agujero negro durmiente ubicado en las profundidades del universo primitivo. El objeto, que tiene una masa equivalente a 6 mil millones de soles, reside en una galaxia llamada MRG-M0138 a 10 mil millones de años luz de la Tierra. Lo que hace especial este hallazgo es que permite ver cómo eran estos gigantes cósmicos cuando el universo apenas tenía 3 mil millones de años de edad, apenas una cuarta parte de su actual.

El desafío radicaba en que los agujeros negros inactivos son prácticamente invisibles. Cuando un agujero negro está activo, consume gas y polvo cósmico que se calienta a millones de grados, creando un disco brillante llamado cuásar que los telescopios pueden detectar. Pero cuando dejan de alimentarse, se vuelven oscuros y silenciosos, imposibles de ver con telescopios ópticos convencionales. Hasta ahora, solo se podía medir directamente agujeros negros dormidos que estuvieran a máximo 700 millones de años luz. Este descubrimiento multiplica esa distancia por quince.

Para resolver este problema, los investigadores liderados por Andrew Newman de la Carnegie Institution for Science recurrieron a una técnica llamada cinemática estelar. Básicamente, estudiaron cómo se movían las estrellas alrededor del agujero negro. Las estrellas cercanas se ven obligadas a orbitar a velocidades extremas por la atracción gravitacional del agujero negro, y midiendo esas velocidades es posible calcular la masa del objeto invisible. Este mismo método confirmó la existencia de Sagitario A*, el agujero negro en el centro de nuestra galaxia, un descubrimiento que ganó el Premio Nobel de Física en 2020.

Pero había otro problema: la galaxia está tan lejos que incluso con el sofisticado telescopio espacial James Webb era difícil obtener datos claros. Aquí entró en juego un fenómeno que Albert Einstein predijo hace más de un siglo: las lentes gravitacionales. Entre la Tierra y la galaxia observada hay un cúmulo denso de galaxias cuya masa es tan grande que deforma el espacio-tiempo, actuando como una lupa natural que amplifica hasta 30 veces la luz que viene de MRG-M0138. Gracias a esta amplificación cósmica, los científicos pudieron aislar con precisión la zona de influencia del agujero negro y medir el movimiento de las estrellas cercanas.

Los datos revelan algo importante sobre cómo evolucionan las galaxias. La galaxia MRG-M0138 que alberga este agujero negro está completamente inerte, sin gas para formar nuevas estrellas. Los investigadores creen que hace miles de millones de años este agujero negro fue mucho más activo, alimentándose vorazmente de materia. Esa actividad liberó tanta energía que expulsó violentamente todo el gas restante de la galaxia, deteniendo abruptamente la formación de nuevas estrellas y dejando el sistema en el estado dormido que ahora observamos.

Richard Ellis, profesor del University College London y parte del equipo investigador, señaló que validar esta metodología abre la puerta para hacer un censo mucho más exhaustivo de agujeros negros en el universo temprano, lo que ayudará a entender mejor cómo estos monstruos cósmicos influyeron en la estructura y evolución de las galaxias en los primeros momentos del cosmos. El estudio fue publicado en la revista Science.