Una nueva investigación publicada en arXiv, altamente hipotética y sin ser revisada por pares hasta el momento, expande nuestro conocimiento sobre el universo. Los agujeros negros primordiales diminutos, casi indetectables, serían una de las misteriosas fuentes de masa que contribuyen a la materia oscura.

Según el equipo de físicos del Bowdoin College y la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, estos pequeños objetos podrían estar en el núcleo de estrellas de neutrones, a pesar que los agujeros negros primordiales tienen límites significativos para su vida útil en el espacio abierto.

Gradualmente, esos agujeros negros acrecentarían la estrella de neutrones y la devorarían desde dentro. Sistemas hipotéticos aún no se han verificado, pero el estudio ha calculado el tiempo en que serían devoradas.

A su vez, servirá para analizar la población actual de estrellas de neutrones. La información ayudaría a restringir la naturaleza de los agujeros negros considerados como candidatos a materia oscura; ya sean primordiales, que se remontan al Big Bang, o los que se formaron dentro de las estrellas de neutrones.

La materia oscura y los agujeros negros

Aunque no sabemos qué es la materia oscura, detectamos su presencia por la forma en cómo actúa con la gravedad. De hecho, por la abundante cantidad de gravedad, científicos calcularon que aproximadamente del 75% al 80% de toda la materia es oscura.

Existe una serie de partículas candidatas a ser materia oscura. Los agujeros negros primordiales formados justo después del Big Bang no son de los principales candidatos, pues si estuvieran por encima de una cierta masa ya los habríamos notado. Sin embargo, por debajo de esa masa, se habrían evaporado a través de la emisión de radiación de Hawking mucho antes.

Aun así, los agujeros negros son candidatos atractivos para la materia oscura: también son difíciles de detectar si están en el espacio haciendo nada. Los astrónomos continúan buscándolos.

Parásitos estelares

Una idea explorada recientemente es el agujero negro endoparásito. Hay dos escenarios para esto. En el primero, los agujeros negros primordiales fueron capturados por estrellas de neutrones y se hundieron hasta el núcleo.

La segunda menciona que las partículas de materia oscura quedan atrapadas dentro de una estrella de neutrones. Luego, si las condiciones son favorables, estas podrían juntarse y colapsar en un agujero negro.

Estos tienen un tamaño reducido, pero solo temporalmente. Desde su acogedora posición, instalados dentro de la estrella de neutrones, los pequeños agujeros negros parasitarían a su anfitrión.

El equipo calculó la tasa de acreción para un rango de proporciones de masa de agujeros negros, de 3 a 9 órdenes de magnitud menos masivas que la estrella de neutrones huésped. La tasa de acreción es la ratio al que el agujero negro devoraría la estrella de neutrones.

Las estrellas de neutrones tienen un límite de masa superior teórico de 2,3 veces la masa del Sol. Debido a eso, las masas de los agujeros negros se extenderían hacia el rango de los planetas enanos.

Para una estrella de neutrones no giratoria que alberga un agujero negro no giratorio, la acumulación sería esférica. Con las tasas de acreción calculadas por el equipo, los agujeros negros tan pequeños como 10-21 veces la masa del Sol acrecerían por completo una estrella de neutrones dentro de la vida útil del Universo.

Todo sugiere que los agujeros negros primordiales, desde el comienzo del Universo, ya habrían acumulado completamente sus estrellas de neutrones anfitrionas. Estas escalas de tiempo están en conflicto directo con las edades de las antiguas poblaciones de estrellas de neutrones, dijeron los investigadores.