Los astrónomos ahora piensan que hay un agujero negro supermasivo en
el centro de casi cada galaxia del Universo. Estos agujeros negros
pueden tener millones o incluso cientos de millones de veces la masa
del Sol. Al contrario que los agujeros negros de masa estelar, las
versiones supermasivas podrían haberse formado de forma distinta,
partiendo de una nube de gas y llegando directamente a un agujero negro
– saltándose por completo la fase de estrella.
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Esta ves la cienciakanija.com nos sorprende con este descubrimiento... Los astrónomos no saben con certeza cómo se
formaron los agujeros negros supermasivos. Pero ahí están, dentro de la
mayoría de galaxias. De hecho, las observaciones de quásar demuestran
que los agujeros negros supermasivos estuvieron presentes en los
inicios del universo. Los quásars son algunos de los objetos más
brillantes del universo, resplandeciendo gracias a la radiación emitida
por los agujeros negros supermasivos que consumen material de forma
activa.
Una posibilidad es que estos monstruos tuviesen comienzos humildes,
comenzando como estrellas masivas, pasando a supernovas, y entonces
convirtiéndose en un agujero negro. Es un proceso que los astrónomos
comprenden bastante bien. El problema con ésta teoría es que estos
agujeros negros supermasivos iniciales deben haber estado creciendo de
forma constante desde el principio, a la razón máxima predicha por los
físicos. Y como vemos hoy, las galaxias pasan por fases activas y
tranquilas dependiendo de cuándo está consumiendo material su agujero
negro.
Pero existe una segunda posibilidad y es que estos agujeros negros se
formasen directamente, acumulando tanto material que saltaran por
completo la fase estelar.
El Dr. Mitchell C. Begelman, profesor del Departamenteo de
Astrofísica y Ciencias Planetarias en la Universidad de Colorado en
Boulder publicó recientemente un artículo titulado ¿Se formaron los agujeros negros por colapso directo? Este artículo esboza su teoría alternativa de formación de los agujeros negros en los inicios del universo.
Tras el Big Bang, el universo se enfrió lo suficiente para que se
empezasen a formar las primeras estrellas a partir del hidrógeno y
helio original. Este era material puro, sin contaminar por las
anteriores generaciones de estrellas. Los astrónomos han calculado que
estas primeras estrellas, llamadas Población III, tendrían una razón
máxima que que podría reunir el material para formar una estrella.
Pero, ¿qué pasaría si hubiese mucho más gas alrededor? Más allá de los límites que podrían formar una estrella.
Con una estrella normal, el material llega de forma relativamente
lenta, creando una masa central. Con una masa suficiente, la estrella
se enciende y esto crea una presión hacia fuera que evita que el
material se compacte demasiado.
Pero el Dr. Begelman ha calculado que si la razón de entrada supera
sólo por una décimas la masa solar por año, el núcleo estelar estaría
tan fuertemente unido que la energía liberada por la fusión no sería
suficiente para evitar que el núcleo continuase su contracción. Nunca
sería una estrella, pasaría de una nube de hidrógeno a una masa centra
fuertemente unida. Y entonces a un agujero negro.
La cuestión es, ¿sería posible tener el material junto tan
rápidamente? Puede, si algo lo empuja… como la materia oscura. De
acuerdo con el Dr. Begelman, podría haber varias situaciones donde una
fuerza externa, como la gravedad de un gran halo de materia oscura,
podría forzar al gas hacia un área central. De hecho, el material se ha
calculado que cae al agujero negro con esta rapidez, dado que esta es
la razón que toma para dar energía a los quásars. Pero la pregunta es
si funcionará si el agujero negro no está allí o es verdaderamente
pequeño.
Una vez hay varias masas solares de gas acumulado, el núcleo
comienza a menguar bajo el tirón de su masa incrementada. El objeto
pasa por un breve periodo de fusión nuclear cuando alcanza las 100
masas solares, pero pasa por esta fase tan rápidamente que no tiene
opción de expandirse de nuevo.
Finalmente el objeto alcanza varios miles de masas solares, y su
temperatura ha llegado a varios cientos de millones de grados. En este
punto, la gravedad finalmente toma el mando, colapsando el núcleo, y
convirtiendo el objeto en un agujero negro de una masa de 10 a 20 soles
el cual entonces comienza a consumir la masa alrededor de él.
A partir de este punto, el agujero negro es capaz de arrastrar más
material de forma eficiente, creciendo a los máximos niveles predichos
por los físicos, finalmente uniendo millones de veces la masa del Sol.
Si cae demasiado material, el agujero negro supermasivo recién formado
podría actuar como un mini-quásar – a lo que el Dr. Begelman ha llamado
“quasiestrella” – brillando con la radiación del material de los
alrededores del agujero negro que cae en él.
Y aquí están las buenas noticias: estas quasiestrellas podrían ser
detectables por potentes telescopios. Sin embargo, tendrían unas vidas
muy cortas, durando sólo 100 000 años. Podrían ser ligeramente
detectables por el próximo Telescopio Espacial James Webb.