Solución a por qué hay agujeros negros masivos en el universo temprano

   MADRID, 13 Mar. (EUROPA PRESS) -

   Un nuevo modelo avala el desarrollo en el universo temprano de agujeros negros masivos, mil millones de veces más pesados que el Sol, gracias a la contribución de la radiación galáctica cercana.

   La aparición de agujeros negros supermasivos en los albores del universo ha desconcertado a los astrónomos desde su descubrimiento hace más de una década. Se cree que un agujero negro supermasivo se forma durante miles de millones de años, pero más de dos docenas de estos gigantes han sido avistados en 800 millones de años del Big Bang hace 13.800 millones de años.

   En simulaciones de ordenador, un equipo internacional liderado por investigadores de las universidades de Columbia y Dublín, muestra que un agujero negro puede crecer rápidamente en el centro de su galaxia de acogida si una galaxia cercana emite suficiente radiación para desactivar su capacidad de formar estrellas.

   Así, la galaxia de acogida crece hasta su eventual colapso, formando un agujero negro que se alimenta del gas restante, y más tarde, del polvo, de las estrellas moribundas y posiblemente de otros agujeros negros, para llegar a ser supergigantesco, según el estudio publicado en Nature Astronomy.

   "El colapso de la galaxia y la formación de un agujero negro de un millón de partículas solares tarda 100.000 años, un destello en el tiempo cósmico", dice el coautor del estudio Zoltan Haiman, profesor de astronomía en la Universidad de Columbia. "Unos cuantos cientos de millones de años más tarde, se ha convertido en un agujero negro supermasivo de más de mil millones de masa solar, mucho más rápido de lo que esperábamos".

   En el universo primitivo, las estrellas y las galaxias se formaron como hidrógeno molecular enfriado y desinflado un plasma primordial de hidrógeno y helio. Este ambiente habría limitado los agujeros negros de crecer muy grande como el hidrógeno molecular convirtió el gas en estrellas lo suficientemente lejos para escapar de la atracción gravitacional de los agujeros negros. Los astrónomos han descubierto varias maneras en las que los agujeros negros supermasivos podrían haber superado esta barrera.

   En un estudio de 2008, Haiman y sus colegas plantearon la hipótesis de que la radiación de una galaxia vecina masiva podría dividir el hidrógeno molecular en hidrógeno atómico y causar que el agujero negro naciente y su galaxia huésped colapsen en lugar de generar nuevos grupos de estrellas.

   Un estudio posterior dirigido por Eli Visbal, entonces investigador postdoctoral en Columbia, calculó que la galaxia cercana tendría que ser al menos 100 millones de veces más masiva que nuestro sol para emitir suficiente radiación para detener la formación de estrellas. Aunque relativamente raras, suficientes galaxias de este tamaño existen en el universo temprano para explicar los agujeros negros supermasivos observados hasta ahora.

   El estudio actual, dirigido por John Regan, investigador postdoctoral en la Universidad de Dublín de Irlanda, modeló el proceso utilizando el software desarrollado por Columbia, e incluye los efectos de la gravedad, la dinámica de fluidos, la química y la radiación.

   Después de varios días de exprimir los números en un supercomputador, los investigadores encontraron que la galaxia vecina podría ser más pequeña y más cercana de lo que se había estimado anteriormente.

   Aunque los agujeros negros masivos se encuentran en el centro de la mayoría de las galaxias en el universo maduro, incluyendo nuestra propia Vía Láctea, son mucho menos comunes en el universo infantil.

   Los primeros agujeros negros supermasivos fueron vistos por primera vez en 2001 a través de un telescopio en el Observatorio Apache Point de Nuevo México como parte de la Sloan Digital Sky Survey.

   Los investigadores esperan poner a prueba su teoría cuando el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, el sucesor de Hubble, entre en línea el próximo año y retransmita imágenes desde el primer universo.