Vista de la brillante estrella Fomalhaut en la constelación de Piscis Austrinus, en la Vía Láctea. Imagen: NASA
Los últimos hallazgos de los telescopios Hubble y James Webb abren debate sobre las grandes colisiones en los sistemas planetarios en formación y sobre las fases de los agujeros negros.
En los últimos treinta años, el telescopio espacial de la NASA Hubble ha hecho descubrimientos clave y ha captado algunas de las imágenes más emblemáticas del universo. Una de las últimas ha sido un evento nunca visto: colisiones de rocas en un sistema planetario vecino.
El hallazgo, realizado por un equipo internacional de astrofísicos liderado por la Universidad de California Berkeley, se ha publicado en Science en diciembre de 2025.
En los sistemas estelares jóvenes, las rocas, cometas y asteroides chocan entre sí, y rebotan o se fusionan transformando poco a poco el polvo y el hielo primordiales de una nebulosa estelar en planetas y lunas.
La teoría dice que las colisiones grandes no son frecuentes: en los cientos de millones de años que tarda en formarse un sistema planetario, sucede una cada 100 mil años.
Pero ahora, los astrónomos han observado las secuelas de dos potentes colisiones (una en 2004 y otra en 2023) alrededor de una estrella cercana llamada Fomalhaut, lo que sugiere que podrían ser más frecuentes de lo que se pensaba.
“Acabamos de presenciar la colisión de dos planetesimales y la nube de polvo que surge de ese violento evento y que comienza reflejando la luz de la estrella anfitriona”, ha avanzado Paul Kalas, astrónomo en Berkeley y primer autor del trabajo. En realidad “no hemos visto directamente el choque entre ellos, pero podemos detectar las secuelas de ese enorme impacto” porque durante decenas de miles de años, el polvo alrededor de Fomalhaut brillará como “luces de Navidad”.
UN SISTEMA PLANETARIO EN FORMACIÓN
Desde 1993, los astrónomos buscaban un disco de polvo alrededor de la estrella de Fomalhaut, de 440 millones de años y situada a sólo 25 años luz de la Tierra. Gracias al Hubble lo encontraron y, en 2008, descubrieron un punto brillante que automáticamente se convirtió en un candidato a exoplaneta al que llamaron Fomalhaut b. Desde entonces habían tenido dificultades para determinar si se trata realmente de un planeta o de una gran nube de polvo en expansión.
En 2023, utilizaron el Hubble para examinar más a fondo la extraña fuente de luz cuando, sorprendentemente, ya no estaba allí. Pero, muy cerca dentro del mismo sistema, apareció otro punto de luz brillante.
La “desaparición” de Fomalhaut b (rebautizado Fomalhaut cs1) respaldaba la hipótesis de que probablemente se trataba de una nube de polvo disipándose y que había sido producida por una colisión.
La aparición de un segundo punto de luz (ahora llamado Fomalhaut cs2) apuntala aún más la teoría de que ninguno de los dos son planetas, sino restos polvorientos de dramáticos choques entre planetesimales, los bloques de construcción rocosos de los planetas.
La ubicación y el brillo de Fomalhaut cs2 guardan un parecido sorprendente con las observaciones iniciales de Fomalhaut cs1 dos décadas antes.
BLOQUES DE CONSTRUCCIÓN COLISIONAN
Basándose en el brillo de los eventos de 2004 y 2023, los astrónomos calcularon que los objetos que impactaron entre sí tenían al menos 60 kilómetros de diámetro, cuatro veces más que el asteroide que acabó con los dinosaurios de la Tierra hace 66 millones de años.
Los objetos de este tamaño se denominan planetesimales, objetos similares en tamaño a muchos de los asteroides y cometas de nuestro sistema solar, pero mucho más pequeños que un planeta enano como Plutón.
“En estas colisiones se destruían y se reensamblaban en objetos diferentes. En cierto sentido, es como mirar atrás en el tiempo, a ese violento periodo de nuestro sistema solar cuando tenía menos de mil millones de años”, añade Kalas.
Para Mark Wyatt, teórico de astronomía en la Universidad de Cambridge (Reino Unido) y coautor del estudio, “el sistema Fomalhaut es un laboratorio natural para investigar cómo se comportan los planetesimales cuando sufren colisiones”, lo que a su vez les permite saber de qué están hechos y cómo se formaron.
El equipo cree que hay unos 300 millones de objetos alrededor de Fomalhaut más o menos del tamaño de los que chocaron.
En los próximos años, Kalas usará la Cámara de Infrarrojo Cercano (NIRCam) del Telescopio Espacial James Webb para observar la estrella y rastrear la evolución de la nube, además de determinar su órbita.
OTRO HALLAZGO
Por otra parte, los “pequeños puntos rojos”, una familia de objetos misteriosos descubiertos por el telescopio espacial James Webb en galaxias distantes, podrían ser en realidad jóvenes agujeros negros supermasivos ocultos tras nubes de gas neutro y electrones.
El hallazgo, realizado por un equipo internacional de científicos y publicado el 14 de enero en la revista Nature, descubre una fase de crecimiento de los agujeros negros en el Universo temprano (los primeros instantes tras el Big Bang) desconocida hasta ahora.
Desde que el Webb observó por primera vez estos objetos distantes menos de dos semanas después de empezar a recopilar radiación infrarroja del espacio, los astrónomos han intentado averiguar qué son. Podrían ser agujeros negros anormalmente masivos o galaxias jóvenes con una cantidad inesperadamente alta de estrellas, pero su comportamiento no acaba de encajar con ninguna de estas posibilidades.
Para averiguarlo, liderados por Vadim Rusakov, de la Universidad de Manchester (Reino Unido), un equipo de científicos de Dinamarca, Irlanda y Suiza analizó datos de una docena de galaxias estudiadas individualmente, y los combinó con información de otras dieciocho para mejorar su comprensión del comportamiento de estos pequeños puntos rojos (LRDs, por sus siglas en inglés), concluyendo que se trata de agujeros negros ocultos tras una espesa cortina de gas de alta densidad, que podría ser el origen de la mayor parte de su radiación.
Durante el análisis, descubrieron que la luz del centro de las galaxias era producida por fotones que se dispersan al interactuar con los electrones en las densas nubes de gas que rodean a los agujeros negros.
El equipo observó la luz del interior de las galaxias y, según sus cálculos, “las fuentes de luz más brillantes de la muestra tenían una luminosidad equivalente a la de más de 250 mil millones de soles, y todas tenían un tamaño inferior a una décima de pársec, mucho más pequeño que una galaxia. La única explicación plausible era un objeto denso y compacto que convertía la energía potencial gravitatoria del gas que caía en luz; es decir, un agujero negro supermasivo”.
Además, el estudio calcula que estos agujeros negros probablemente son cien veces más pequeños de lo que sugerían estimaciones previas, y que se encuentran en una etapa temprana de desarrollo, enterrados en material denso que bloquea los rayos X y las ondas de radio, y que transforma su luz en patrones específicos.
La investigación, no obstante, no aclara todas las dudas y algunos detalles, como por qué los rayos X son tan débiles, requieren nuevos estudios. Futuras observaciones podrían explorar si esta fase “de capullo” es común y cómo influye en el crecimiento de los agujeros negros y de las galaxias.
Redacción S.N.
