Cuando el telescopio espacial Nancy Grace Roman despegue el próximo 30 de agosto, no solo se convertirá en el observatorio infrarrojo más ambicioso de la NASA: también en el más voraz cazador de agujeros negros del universo primitivo. Un nuevo estudio publicado en The Astrophysical Journal predice que el telescopio detectará hasta 100 eventos de destrucción de marea al año: estrellas completas desgarradas por agujeros negros supermasivos a distancias de hasta 11.000 millones de años luz.
Un censo infrarrojo de estrellas rotas
El trabajo, liderado por Mitchell Karmen de la Universidad Johns Hopkins, modela por primera vez la población de agujeros negros supermasivos de masa ligera que Roman podrá identificar cuando explore el firmamento en el infrarrojo cercano. «El telescopio Roman transformará la ciencia de los fenómenos transitorios», afirma Karmen. «Su sensibilidad nos permitirá encontrar múltiples eventos de destrucción de marea a distancias mayores y en épocas cósmicas más tempranas que nunca».
La pieza clave del rompecabezas es la encuesta temporal de alta latitud (High-Latitude Time-Doman Survey), una de las tres campañas centrales del observatorio. Durante su misión, Roman cartografiará unos 18 grados cuadrados del cielo —el equivalente a 90 lunas llenas— a intervalos regulares. Al volver una y otra vez a los mismos campos, la misión atrapará los destellos efímeros de estrellas que se desintegran al acercarse demasiado a un agujero negro. El telescopio Nancy Grace Roman, cuyo lanzamiento está previsto para el 30 de agosto de 2026 observará el cielo en longitudes de onda infrarrojas, idóneas para captar la luz de estos fenómenos cuando aún viaja hacia nosotros desde una época en la que el universo apenas tenía un tercio de su edad actual.
El equipo de Karmen comparó las capacidades de Roman con las de otros observatorios. El Observatorio Vera C. Rubin, con base en Tierra, detectará decenas de miles de eventos de destrucción de marea al año, pero limitados a distancias más cercanas porque opera en luz visible. Roman, en cambio, verá apenas un centenar anual, aunque situados en la horquilla de 8.000 a 11.000 millones de años luz, justo en la frontera temporal que separa los distintos escenarios de formación de agujeros negros supermasivos.
Roman no solo contará agujeros negros: les pondrá fecha de nacimiento con una precisión imposible hasta ahora.
Cuando un agujero negro despieza un sol
Un evento de destrucción de marea (TDE, por sus siglas en inglés) ocurre cuando una estrella se aventura demasiado cerca de un agujero negro supermasivo y las fuerzas de marea la desgarran. Los restos de la estrella forman un disco de acreción alrededor del agujero negro, calentándose hasta brillar con una intensidad que, durante semanas, supera la luz combinada de todas las estrellas de su galaxia. Pero no todos los agujeros negros pueden provocar este espectáculo: los más pesados, aquellos que superan los mil millones de masas solares, engullen las estrellas enteras sin romperlas; solo los que tienen entre 100.000 y 100 millones de masas solares desmiembran el astro antes de consumirlo.
La tasa de estos eventos no ha sido constante a lo largo de la historia del universo. Las simulaciones del estudio indican que aumentó hasta el mediodía cósmico —hace unos 11.000 a 12.000 millones de años, cuando la formación estelar alcanzó su pico— y después comenzó a descender. Al observar TDEs a diferentes distancias, Roman trazará la evolución de la población de agujeros negros supermasivos de masa baja, esos que aún no han engordado hasta convertirse en gigantes.
Semillas ligeras frente a semillas pesadas: el dilema que Roman resolverá
La astrofísica maneja dos grandes hipótesis para explicar cómo los agujeros negros supermasivos alcanzaron masas colosales tan poco después del Big Bang. El modelo de las semillas ligeras propone que nacieron del colapso de estrellas masivas primigenias, con unas pocas centenas de masas solares, y luego crecieron a base de fusiones y acreción frenética. En este escenario, cada galaxia joven albergaría un agujero negro supermasivo. El modelo de las semillas pesadas sugiere, por el contrario, que pudieron originarse directamente con masas de hasta un millón de soles mediante el colapso directo de nubes de gas, un proceso mucho menos frecuente.
«Los eventos de destrucción de marea nos permiten sondear la población de agujeros negros supermasivos de masa ligera, lo que nos ayudará a distinguir entre ambos modelos», explica Suvi Gezari, coautora del estudio y profesora de la Universidad de Maryland. Basta con contar cuántos TDEs aparecen a cada distancia —es decir, a cada edad del universo— para poner límites estrictos al número de agujeros negros de masa intermedia que poblaban el cosmos temprano.
La predicción de 100 eventos anuales es, por ahora, un ejercicio de simulación. La realidad la dictarán los fotones que Roman recoja a partir de finales de este año, una vez finalizada la fase de puesta en marcha y comiencen las campañas científicas. Karmen y Gezari ya han anunciado que confrontarán sus modelos con los primeros datos. «Del mismo modo que el telescopio espacial James Webb ha transformado nuestra comprensión de las galaxias en el universo distante, Roman está llamado a revolucionar lo que sabemos sobre los transitorios de alto corrimiento al rojo», sentencia Gezari.
🔬 Ficha del Descubrimiento
- Qué se ha descubierto: Un estudio predice que el telescopio Nancy Grace Roman detectará hasta 100 eventos de destrucción de marea al año, revelando agujeros negros supermasivos de hasta 11.000 millones de años de antigüedad.
- Dónde: La detección abarcará regiones del universo distante, con luz que viajó entre 8.000 y 11.000 millones de años hasta nosotros.
- Institución responsable: Estudio liderado por la Universidad Johns Hopkins y la Universidad de Maryland, publicado en The Astrophysical Journal; observatorio de la NASA.
- Cuándo: El telescopio Roman se lanza el 30 de agosto de 2026. Las campañas científicas comenzarán meses después.
- Impacto a futuro: Permitirá discriminar entre los modelos de semillas ligeras y pesadas que explican el origen de los agujeros negros supermasivos.
