Agujeros negros supermasivos: qué son y cómo afectan la vida en el universo

En el centro de casi todas las galaxias conocidas hay un monstruo gravitacional silencioso. El de la Vía Láctea tiene una masa equivalente a seis millones de soles. El de la galaxia M87, cuya primera imagen fue captada en 2019 por el Telescopio del Horizonte de Sucesos, supera los 6,500 millones de masas solares. Los agujeros negros supermasivos son los objetos más extremos que existen, y entender qué hacen al espacio que los rodea —incluidos los planetas potencialmente habitables— es una de las preguntas más activas de la astrofísica actual.

Este artículo reúne lo que la ciencia sabe con certeza: cómo se forman, cómo emiten energía a pesar de atrapar todo, qué pasa cuando uno sale disparado por el cosmos sin galaxia de origen, y por qué su presencia cerca de un sistema estelar puede ser tanto destructiva como, en ciertos escenarios, necesaria para la vida.

Qué es un agujero negro supermasivo

Un agujero negro es una región del espacio donde la concentración de masa genera un campo gravitatorio tan intenso que nada puede escapar, ni siquiera la luz. Esta definición, respaldada por las ecuaciones de campo de Einstein, aplica a todos los tipos. Pero los supermasivos son una categoría aparte.

Según la doctora Anna Lía Longinotti, investigadora del Instituto de Astronomía de la UNAM, los agujeros negros estelares pesan entre 2 y alrededor de 150 masas solares y nacen del colapso de estrellas gigantes. Los supermasivos, en cambio, «poseen masas de millones o miles de millones de soles y viven en el centro de las galaxias». El de nuestra propia galaxia —conocido como Sagitario A*— tiene una masa de aproximadamente seis millones de soles, de acuerdo con la misma fuente.

Existe también una categoría intermedia —entre 100 y más de 10,000 masas solares— cuya existencia todavía se debate. Pero los supermasivos están bien documentados: se han detectado en prácticamente todas las galaxias masivas observadas.

Cómo se forma uno

El origen exacto de los agujeros negros supermasivos sigue siendo un problema abierto. Los agujeros negros estelares se forman cuando una estrella de entre 10 y 25 masas solares agota su combustible y colapsa. La gravedad aplasta los átomos, los electrones se fusionan con los protones formando neutrones, y si la masa es suficiente, el colapso no se detiene: el resultado es un agujero negro.

Pero los supermasivos no pueden formarse únicamente por este mecanismo, porque sus masas son incompatiblemente mayores. Las hipótesis actuales incluyen la fusión repetida de agujeros negros estelares a lo largo de miles de millones de años, el colapso directo de nubes de gas primordiales en el universo temprano, o la combinación de ambos procesos acelerada por la acreción continua de materia.

Lo que sí está claro es que crecen devorando materia. La gravedad del agujero negro atrae gas cercano, que se arremolina formando un disco de acreción. Según Wikipedia, ese gas puede calentarse hasta 12,000,000 °C —unas 2,000 veces más que la superficie del Sol— antes de cruzar el horizonte de sucesos.

Por qué brillan si nada escapa de ellos

Esta es la paradoja aparente: si ni la luz puede salir de un agujero negro, ¿cómo es que algunos son los objetos más brillantes del universo?

La clave está en que el resplandor no proviene del interior del agujero negro, sino del material que lo rodea. Los discos de acreción —remolinos de gas, polvo y restos de estrellas desgarradas— orbitan a velocidades enormes y generan calor y radiación antes de ser tragados. Esa es la fuente de luz, como explicó la Dra. Longinotti en su conferencia en El Colegio de México.

Además, los agujeros negros supermasivos pueden producir jets relativistas: chorros de plasma acelerado a fracciones de la velocidad de la luz, guiados por campos magnéticos intensos, que se extienden a distancias colosales. Estos jets son visibles en rayos X y radio, y se detectan con telescopios espaciales como Chandra o XMM-Newton.

El caso más extremo registrado hasta ahora fue publicado en noviembre de 2024 en Nature Astronomy: un destello detectado originalmente en 2018 por el Observatorio Palomar en California, proveniente de un agujero negro supermasivo de unos 300 millones de masas solares ubicado a 10,000 millones de años luz. Su brillo fue 10 billones de veces superior al del Sol. El fenómeno ocurrió cuando el agujero negro despedazó y devoró una estrella gigante que se acercó demasiado, según reportó la UNAM.

Efectos de los agujeros negros sobre el universo y la habitabilidad

Galaxias activas y zonas de exclusión

Cuando un agujero negro supermasivo está en fase activa —es decir, acretando materia activamente—, su galaxia se convierte en un núcleo galáctico activo (AGN). La energía liberada puede ser suficiente para calentar y expulsar el gas interestelar de toda la galaxia, deteniendo la formación de nuevas estrellas durante millones de años.

Esto tiene consecuencias directas sobre la habitabilidad de exoplanetas en esas galaxias. Si no hay formación estelar, no hay nuevos sistemas planetarios. Y si los jets irradian rayos gamma o rayos X con suficiente intensidad, los planetas en un radio determinado podrían perder sus atmósferas.

Agujeros negros supermasivos y habitabilidad de exoplanetas

La relación entre agujeros negros habitabilidad exoplanetas es un campo de investigación en expansión. La pregunta no es solo si los planetas pueden sobrevivir cerca de uno, sino si la presencia de un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia puede afectar a planetas ubicados a decenas de miles de años luz de distancia.

Los modelos astrofísicos sugieren que las galaxias con agujeros negros supermasivos muy activos tienen tasas de habitabilidad menores en sus regiones centrales, por la irradiación extrema. Sin embargo, galaxias como la Vía Láctea —con un agujero negro supermasivo relativamente tranquilo como Sagitario A*— pueden sostener zonas habitables extensas en sus regiones externas.

El mega agujero negro errante detectado por la NASA

En 2023, la NASA anunció la confirmación del primer agujero negro supermasivo errante jamás documentado con evidencia directa. Usando el telescopio espacial Hubble, los astrónomos observaron una estela de formación estelar de 200,000 años luz de longitud, arrastrada por el paso de un agujero negro supermasivo de unos 20 millones de masas solares que fue expulsado de su galaxia de origen tras una fusión galáctica.

Este tipo de objeto —un mega agujero negro errante— representa un peligro teórico para cualquier sistema estelar en su camino. No lo destruiría necesariamente de forma instantánea, pero las perturbaciones gravitacionales pueden desestabilizar órbitas planetarias a distancias considerables. La NASA continúa el seguimiento de este tipo de fenómenos como parte de sus programas de observación del universo cercano.

Cómo se detectan y estudian

Detectar un agujero negro supermasivo no es trivial. Como no emiten luz por sí mismos, los astrónomos los identifican por sus efectos: el movimiento de estrellas cercanas, la emisión de rayos X del disco de acreción, o la distorsión del espacio-tiempo que curva la luz de objetos detrás de ellos (lente gravitacional).

Método de detección	Qué detecta	Instrumento ejemplo
Rayos X	Disco de acreción caliente	Chandra, XMM-Newton
Radio	Jets relativistas	Gran Telescopio Milimétrico (GTM)
Óptico/infrarrojo	Movimiento estelar en núcleo galáctico	Hubble, observatorios terrestres
Ondas gravitacionales	Fusiones de agujeros negros	LIGO, Virgo
Imagen directa	Sombra del horizonte de sucesos	Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT)

México participa activamente en esta área. El Gran Telescopio Milimétrico (GTM), ubicado en la Sierra Negra de Puebla a 4,600 metros de altura, fue parte del consorcio internacional que obtuvo la primera imagen de la sombra de un agujero negro en 2019. El observatorio HAWC, también en la Sierra Negra, detecta rayos gamma de alta energía asociados a eventos de jets relativistas.

Lo que todavía no sabemos

La física en el interior de un agujero negro sigue siendo terra incognita. Las ecuaciones de Einstein predicen una singularidad —un punto de densidad infinita— pero eso es matemáticamente problemático. Una teoría de gravedad cuántica que reconcilie la relatividad general con la mecánica cuántica podría explicar qué ocurre realmente dentro. Por ahora, no existe esa teoría.

Tampoco está claro cómo los primeros agujeros negros supermasivos del universo temprano alcanzaron masas de miles de millones de soles cuando el cosmos tenía apenas unos cientos de millones de años. Es uno de los problemas centrales de la cosmología moderna.

Preguntas frecuentes

¿Qué es exactamente un agujero negro supermasivo?

Es un agujero negro con masa equivalente a millones o miles de millones de soles, ubicado generalmente en el centro de las galaxias. Se diferencia de los agujeros negros estelares, que pesan entre 2 y 150 masas solares aproximadamente, según el Instituto de Astronomía de la UNAM.

¿El agujero negro del centro de la Vía Láctea representa un peligro para la Tierra?

No en ningún horizonte de tiempo relevante. Sagitario A* está a unos 26,000 años luz del sistema solar y se encuentra en estado relativamente inactivo. Su influencia gravitacional a esa distancia es despreciable comparada con la del Sol sobre los planetas del sistema solar.

¿Un agujero negro errante podría llegar al sistema solar?

Es teóricamente posible pero estadísticamente improbable. El espacio interestelar es vasto y la densidad de agujeros negros errantes conocidos es muy baja. La NASA no ha identificado ninguno en trayectoria hacia el sistema solar.

¿Los agujeros negros pueden destruir planetas habitables?

Depende de la distancia y la actividad del agujero negro. Los que están en fase activa emiten radiación suficiente para erosionar atmósferas planetarias en su vecindad galáctica. Los inactivos, como Sagitario A*, no representan esa amenaza para planetas alejados.

¿Cómo se tomó la primera imagen de un agujero negro supermasivo?

El 10 de abril de 2019, el consorcio internacional Telescopio del Horizonte de Sucesos (EHT) presentó la primera imagen del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia M87. El GTM mexicano, en Puebla, fue uno de los ocho radiotelescopios del planeta que participaron en esa observación coordinada.