¿Qué tan masivos pueden ser los agujeros negros? Un equipo de astrónomos sugiere que estos objetos astronómicos podrían alcanzar masas extremadamente grandes, mucho más grandes que la de cualquier objeto hasta ahora conocido.
Por si fuera poco, el descubrimiento de agujeros negros tan grandes podría darnos información sobre la naturaleza de una gran parte de la materia oscura en el universo.
El estudio, que tiene como autor principal a Berrnard Carr de la Universidad Queen Mary de Londres, fue publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Agujeros negros supermasivos
En el centro de la mayoría de galaxias, si no de todas, se encuentra un agujero negro supermasivo (SMBH). Muchos de estos objetos tienen masas que van desde los millones hasta los mil millones de veces la masa del Sol. Por ejemplo, en el centro de nuestra galaxia se encuentra Sagitario A*, un agujero negro supermasivo de 4,5 millones de masas solares.
Sin embargo, por más grande que pueda parecernos esa cantidad, ni siquiera se acerca a ser el agujero negro conocido más grande del universo. En este primer lugar tenemos a TON 618, el cual tiene 66.000 millones de masas solares.
Con un número tan grande, es inevitable preguntarse: ¿Existe un límite superior de masa para los agujeros negros? Pregunta que el equipo intentó responder en su estudio.
¿Un límite superior?
Para que un agujero negro se vuelva tan masivo, es necesario que consuma una gran cantidad de masa desde el principio de su existencia. Aquí hay dos posibilidades: que lo haga lento o rápido. Si lo hace lento, se puede dar la oportunidad de que una galaxia se forme a su alrededor. Pero si lo hace rápido, la materia se calentará tanto que alejará a cualquier otra materia, dificultando el crecimiento del agujero negro.
Basándonos en observaciones de los agujeros negros más grandes y simulaciones por computadora, se estima que el límite superior para los SMBH es de 100.000 millones de masas solares. Sin embargo, esta nueva investigación indica que el límite podría ser aun mayor.
El estudio señala que podrían existir agujeros negros que excedan este número, los cuales habrían nacido durante los primeros momentos del universo. A estos se les conoce como agujeros negros primordiales y tendrían un millón de veces más masa que la de los agujeros negros supermasivos más grandes. El equipo ha bautizado a estos objetos como “agujeros negros increíblemente grandes” o SLABs (por sus siglas en inglés).
Agujeros negros primordiales
La idea de los agujeros negros primordiales lleva rondando la cabeza de astrofísicos y cosmólogos durante mucho tiempo. Este objeto ha sido propuesto como una solución para muchos enigmas: desde materia oscura hasta el misterioso Planeta Nueve.
Sin embargo, los modelos teóricos actuales sugieren que los agujeros negros primordiales serían incluso mucho más pequeños que los agujeros negros de masa estelar. A pesar de ello, el nuevo estudio sugiere que estos podrían haber crecido enormemente gracias a la existencia de la materia oscura y otros factores.
Si el universo primitivo era rico en materia oscura, especialmente de partículas masivas de interacción débil (WIMPs), entonces es posible que un agujero negro primordial haya consumido materia oscura para crecer rápidamente.
Antes mencionamos que si el agujero negro consumía materia muy rápido, esta se calentaría y dificultaría su crecimiento. Empero, ya que la materia oscura no interactúa fuertemente con la luz, no podría emitir calor y no sería un obstáculo para el crecimiento del agujero negro. Como resultado, estos agujeros negros podrían haber llegado a ser realmente masivos incluso antes de que el universo se enfriara y aparecieran las primeras galaxias.
El límite superior de masa para los SLABS depende de cómo interactúan los WIMPs con ellos mismos. En ese sentido, el descubrir algún SLAB en el universo podría ayudarnos a entender mucho mejor la naturaleza de la materia oscura. Aunque no sabemos dónde están o si existen en realidad, vale la pena buscarlos porque descubrir uno sería realmente estupendo.