Tenemos una idea relativamente clara de cómo nace un agujero negro convencional. Sin embargo, cuando intentamos explicar cómo lo hace un agujero negro supermasivo, el panorama es bastante incierto.
Afortunadamente, un nuevo estudio publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society podría arrojar algo de luz sobre este dilema. Con ayuda del popular telescopio ALMA, han logrado observar una de estas estructuras con un detalle sin precedentes.
Dos posibles respuestas
Existen dos posibles respuestas que explican cómo se forma un Agujero Negro Supermasivo (SMBH, por sus siglas en inglés).
La primera nos dice que estas estructuras se formaron en condiciones extremas poco tiempo después del big bang. A este proceso se le conoce como ‘colapso directo’.
La segunda posibilidad nos dice que estos objetos fueron ganando masa con el tiempo, a partir de agujeros negros semilla. Estos últimos habrían sido resultado de la muerte de estrellas masivas.
Si tomamos como cierta la primera posibilidad, los SMBH nacerían con masas extremadamente grandes. En números, esta masa sería comparable a cientos de miles o millones de veces la masa de nuestro Sol.
Por otro lado, si la segunda posibilidad es la correcta, los SMBH comenzarían relativamente pequeños, alrededor de 100 veces la masa de nuestro Sol. Luego, comenzarían a crecer al alimentarse de las estrellas y nubes de gas que existen a su alrededor, hasta conseguir la masa que observamos actualmente.
Esta última opción, sin embargo, requeriría que encontremos agujeros negros supermasivos de menor masa. Casualmente, este es el gran logro del actual estudio.
Resolviendo el misterio
Los científicos de la Universidad de Cardiff encontraron uno de estos Agujeros Negros Supermasivos de masa intermedia. Hasta la fecha, no se había observado un ejemplar con tan poca masa, la cual es menos de un millón de veces la de nuestro Sol.
Este SMBH se encuentra en el centro de una galaxia cercana (NGC404) que se conoce como ‘Fantasma de Mirach’. El nombre se lo ganó debido a su proximidad a una estrella muy brillante llamada Mirach, lo que le da una sombra fantasmal.
«El SMBH en el Fantasma de Mirach parece tener una masa dentro del rango predicho por los modelos de ‘colapso directo'», sostuvo el Dr. Tim Davis, autor principal del estudio.
Se sabe que este agujero negro está actualmente activo y alimentándose del gas que lo rodea. Para Davis, esto es un indicador de que los modelos de ‘colapso directo’ no pueden ser ciertos.
«Esto por sí solo no es suficiente para distinguir definitivamente la diferencia entre la imagen ‘semilla’ y el ‘colapso directo’, necesitamos entender las estadísticas para eso, pero este es un paso masivo en la dirección correcta».
Opiniones adicionales
Sabemos que se han encontrado SMBH en galaxias muy distantes. Estos aparecieron pocos cientos de millones de años después del Big Bang.
«Esto sugiere que al menos algunas SMBH podrían haber crecido mucho en muy poco tiempo, lo cual es difícil de explicar según los modelos para la formación y evolución de las galaxias», explica el Dr. Marc Sarzi, co-autor del estudio.
Aunque todos los agujeros negros crecen a medida que se tragan el gas o estrellas que se aventuran muy cerca a ellos, algunos tienen vidas más activas que otros. Esto podría explicar por qué observamos agujeros negros tan masivos en el universo temprano.
«Buscar los SMBH más pequeños en las galaxias cercanas podría ayudarnos a revelar cómo comienzan los SMBH», continuó el Dr. Sarzi.
“Si hay una masa mínima para un agujero negro supermasivo, aún no la hemos encontrado”, concluye el Dr. Davis.