Un agujero negro supermasivo emite un chorro de partículas energéticas en esta ilustración. - NASA/JPL-CALTECH
MADRID, 21 Jun. (EUROPA PRESS) -
Modelos por computadora han sido usados para predecir las masas de los agujeros negros supermasivos más grandes del universo, un concepto matemático conocido como función de masa del agujero negro.
Joseph Simon, investigador postdoctoral en el Departamento de Ciencias Astrofísicas y Planetarias de la Universidad de Colorado Boulder, buscó determinar qué podrías encontrar si pudieras poner cada uno de estos agujeros negros uno por uno en una escala gigantesca.
Sus cálculos sugieren que hace miles de millones de años, los agujeros negros pueden haber sido mucho más grandes en promedio de lo que los científicos alguna vez sospecharon.
Los hallazgos podrían ayudar a los investigadores a desentrañar un misterio aún mayor, esclareciendo las fuerzas que dieron forma a objetos como Sagitario A estrella --el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea-- a medida que crecían desde pequeños agujeros negros hasta los gigantes que son hoy.
"Estamos empezando a ver a partir de una variedad de fuentes diferentes que ha habido cosas bastante masivas en el universo desde muy temprano", dijo en un comunicado Simon, que publicó sus hallazgos en The Astrophysical Journal Letters.
El astrofísico es parte de un segundo esfuerzo de investigación llamado Observatorio Norteamericano de Nanohercios para Ondas Gravitacionales (NANOGrav). A través del proyecto, Simon y cientos de otros científicos en los EE.UU. y Canadá han pasado 15 años buscando un fenómeno conocido como "fondo de ondas gravitacionales". El concepto se refiere al flujo constante de ondas gravitacionales, u ondas gigantes en el espacio y el tiempo, que ondulan a través del universo de forma casi constante.
Esta agitación cósmica también debe su origen a los agujeros negros supermasivos. Simon explicó que si dos galaxias chocan entre sí en el espacio, sus agujeros negros centrales también pueden colisionar e incluso fusionarse. Dan vueltas y vueltas entre sí antes de chocar como dos platillos en una orquesta, solo que este choque de platillos genera ondas gravitacionales, literalmente deformando la estructura del universo.
Sin embargo, para comprender el fondo de las ondas gravitacionales, los científicos primero necesitan saber cómo de masivos son realmente los agujeros negros supermasivos del universo. Los mayores, dijo Simon, producen un estallido más grande y producen ondas gravitacionales mucho más grandes.
"Tenemos muy buenas mediciones de las masas de los agujeros negros supermasivos de nuestra propia galaxia y de las galaxias cercanas", dijo. "No tenemos ese mismo tipo de medidas para galaxias más lejanas. Solo tenemos que adivinar".
En su nueva investigación, Simon decidió adivinar de una manera completamente nueva. Primero, reunió información sobre millones de miles de galaxias, algunas de miles de millones de años. (La luz solo puede viajar tan rápido, por lo que cuando los humanos observan galaxias que están más lejos, están mirando hacia atrás en el tiempo). Simon utilizó esa información para calcular las masas aproximadas de los agujeros negros de las galaxias más grandes del universo. Luego empleó modelos de computadora para simular el fondo de ondas gravitacionales que esas galaxias podrían crear y que actualmente baña la Tierra.
Los resultados de Simon revelan la mezcla heterogénea de masas de agujeros negros supermasivos en el universo que datan de aproximadamente 4.000 millones de años. También notó algo extraño: parecía haber galaxias mucho más grandes repartidas por todo el universo hace miles de millones de años de lo que predijeron algunos estudios anteriores. Eso no tenía mucho sentido.
"Había la expectativa de que solo verías estos sistemas realmente masivos en el universo cercano", dijo Simon. "Se necesita tiempo para que crezcan los agujeros negros".
Su investigación, sin embargo, se suma a un creciente cuerpo de evidencia que sugiere que es posible que no necesiten tanto tiempo como creían los astrofísicos. El equipo de NANOGrav, por ejemplo, ha visto indicios similares de agujeros negros gigantes escondidos en el universo hace miles de millones de años.
Por ahora, Simon espera explorar la gama completa de agujeros negros que se extienden aún más atrás en el tiempo, revelando pistas sobre cómo surgió la Vía Láctea y, finalmente, nuestro propio sistema solar.
"Comprender las masas de los agujeros negros es fundamental para algunas de estas preguntas fundamentales, como el fondo de ondas gravitacionales, pero también cómo crecen las galaxias y cómo ha evolucionado nuestro universo", dijo Simon.
