CIENCIA

La materia oscura podría resolver el misterio de la formación de un agujero negro supermasivo

Una nueva investigación cosmológica de la Universidad de California Riverside conecta dos de los fenómenos más desconcertantes del universo: los agujeros negros supermasivos y la materia oscura. Según el físico y astrónomo Hai-Bo Yu, la materia oscura podría ser la clave para comprender cómo se formaron los enormes agujeros negros en el universo temprano. Todo este trabajo se basa en simulaciones, pero podríamos tener los medios para verificar el trabajo de Yu experimentalmente en poco tiempo.

Los agujeros negros supermasivos pueden tener millones o miles de millones de veces más masa que el Sol. Se cree que la mayoría de las galaxias grandes tienen un agujero negro supermasivo en sus centros. El de la Vía Láctea se llama Sagitario A * (se pronuncia “Estrella Sagitario A”). Los científicos obtuvieron imágenes del agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia M87 en 2019 (ver arriba).

A medida que los científicos miran más profundamente en el universo, también miran más atrás en el tiempo. Una característica sorprendente del universo durante sus eones más jóvenes es la presencia de agujeros negros supermasivos. El origen de estas enormes estrellas colapsadas todavía es turbio, y uno de los aspectos más desconcertantes es cómo existían en el universo primitivo. El agujero negro “semilla” inicial necesitaría ser mucho más grande que el agujero negro promedio en estos días. Alternativamente, esas primeras singularidades podrían haber crecido mucho más rápido que en la actualidad.

Así es como podría verse un agujero negro supermasivo de cerca.

La materia oscura es un misterio en sí mismo porque no interactúa con la materia normal de ninguna manera excepto por la gravitación. Podemos observar los efectos de la materia oscura sobre la materia normal, incluso si no podemos verla. Por ejemplo, el halo de materia oscura que rodea a la mayoría, si no a todas, las galaxias del universo moderno. La simulación creada por el equipo de Yu comienza con un halo similar de materia oscura con una distinción importante: aunque el halo simulado no puede interactuar con la materia normal, puede interactuar con otra materia oscura.

En estas condiciones, el estudio afirma que la materia oscura que puede interactuar consigo misma transferiría energía entre las partículas, provocando fricción y reduciendo el momento angular. Eventualmente, estas fuerzas hacen que la nube colapse y forme un gran agujero negro semilla. Según Yu, esta propiedad explicaría lo que vemos en poblaciones de agujeros negros muy antiguas. Para saberlo con certeza, necesitaríamos observar objetos celestes más tenues de los primeros miles de millones de años del universo. Eso está más allá de nuestras capacidades actuales. Afortunadamente, los próximos instrumentos como el telescopio espacial James Webb deberían poder hacer precisamente eso. Actualmente, la NASA espera llevar el telescopio Webb al espacio antes de fin de año.

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