Un equipo internacional de investigadores ha propuesto un novedoso mecanismo para la creación de agujeros negros supermasivos a partir de materia oscura. El resultado tiene grandes implicaciones para el desarrollo de la cosmología del universo temprano.
El estudio, cuyo autor principal es Carlos Argüelles de la Universidad Nacional de La Plata en Argentina, fue publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Agujeros negros supermasivos
Sabemos que en el centro de la mayoría de galaxias, si no de todas, podemos encontrar un agujero negro supermasivo (SMBH). Muchos de estos objetos tienen masas que van desde los millones hasta los miles millones de veces la masa del Sol. Por ejemplo, en el centro de nuestra galaxia está ubicado Sagitario A*, un agujero negro supermasivo de 4,5 millones de masas solares.
Sin embargo, a pesar de conocer ello, no sabemos cómo se formaron inicialmente; el cual es uno de los mayores problemas en el estudio de la evolución de galaxias en la actualidad. Hemos observado muy atrás en el tiempo, cuando el universo solo tenía 800 millones de años, pero hasta ahora nadie ha podido explicar su rápido crecimiento.
Un nuevo modelo
Los modelos convencionales mencionan que los SMBH se formaron a partir de materia bariónica, la cual todos conocemos. Gracias a la gravedad, esta materia habría colapsado para formar agujeros negros semilla, que luego crecerían con el tiempo.
El modelo presentado por este nuevo estudio, por otro lado, plantea un escenario en el que la materia oscura es determinante. Así, se cree que para formar un SMBH se necesita un núcleo galáctico estable hecho de materia oscura y rodeado por un halo de materia oscura diluida. Lo cual haría posible que los centros de las estructuras tengan una densidad suficiente como para colapsar en agujeros negros supermasivos.
Con este escenario, la formación de dichas estructuras se habría dado mucho más rápido a como otros modelos proponen. En consecuencia, esto habría permitido que los SMBH se formaran antes de las galaxias que habitan, contrario a lo entendido actualmente.
«Este nuevo escenario de formación puede ofrecer una explicación natural de cómo se formaron los agujeros negros supermasivos en el Universo temprano, sin requerir formación estelar previa o necesidad de invocar agujeros negros semilla con tasas de acreción poco realistas», explicó Argüelles.
El científico agregó que su modelo muestra cómo los halos de materia oscura pueden albergar regiones de alta densidad en sus centros. «Aquí hemos demostrado por primera vez que tales distribuciones de materia oscura de núcleo y halo pueden formarse en un marco cosmológico y permanecer estables durante la vida del Universo».
Los autores esperan que más estudios puedan esclarecer el misterio de la formación de agujeros negros supermasivos en los primeros instantes del universo. De ser así, podríamos también investigar si otras galaxias, como la nuestra, albergan estos núcleos de materia oscura en sus centros.
