Los agujeros negros ultramasivos son una de las entidades más fascinantes del universo. Debido a que sus masas superan los 10 mil millones de veces la del Sol, su origen es un enigma. Pero ahora, una investigación publicada en The Astrophysical Journal Letters ha dado una posible solución al misterio.
El estudio sugiere que la fusión de tres galaxias masivas durante el «mediodía cósmico» podría haber dado lugar a los agujeros negros ultramasivos. El equipo liderado por el astrofísico Yueying Ni del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA) sugiere que los sistemas triples de cuásares pueden ser sus progenitores.
Astrid
Astrid es un modelo diseñado para estudiar la evolución del universo y la formación de galaxias. Los científicos la desarrollaron en una supercomputadora llamada “Frontera” en el Centro de Computación Avanzada de Texas.
Astrid mostró que estos agujeros negros ultramasivos podrían haberse formado a partir de la fusión extrema de galaxias masivas durante el mediodía cósmico. Momento ocurrido hace 11 mil millones de años cuando la formación de estrellas, los núcleos galácticos activos y los agujeros negros supermasivos en general alcanzaron su actividad máxima.
La simulación muestra la formación de tres agujeros negros ultramasivos hace unos 10 mil millones de años, con masas de alrededor de 10 mil millones de masas solares. Cada uno estaba ubicado en el centro de tres galaxias diez veces más masivas que la Vía Láctea.
Sistemas triples
Los hallazgos sugieren que los sistemas de tripletes de cuásares serían los progenitores de los raros agujeros negros ultramasivos. Cuando las galaxias se fusionan, también lo hacen sus agujeros negros supermasivos, hundiéndose hacia el centro de la galaxia masiva recién combinada.
Los agujeros negros supermasivos realizan una danza orbital que finalmente resulta en la coalescencia de un agujero negro ultramasivo. Estas colisiones son usuales, de hecho la Vía Láctea en sí misma ha absorbido otras galaxias más pequeñas.
La fusión de dos agujeros negros supermasivos es otra forma en que los agujeros negros pueden ganar masa. Esto da lugar a un agujero negro situado justo por debajo de la masa combinada de los objetos anteriores a la fusión.
El estudio sugiere que estos agujeros negros ultramasivos no podrían haberse formado simplemente estando quietos y creciendo al alimentarse del material que los rodea. Esto se debe a que cuando el universo tenía menos del 10% de su edad actual, no habrían tenido tiempo suficiente para crecer tanto.
La fusión de tres galaxias masivas durante el mediodía cósmico proporciona una explicación plausible para la existencia de estos objetos masivos. La simulación de Astrid muestra que esto también puede ocurrir en el universo primitivo, con cuásares de gran masa.
Herramientas
La simulación Astrid utilizada es un software especialmente desarrollado para estudiar la evolución del universo. Es necesaria debido al gran volumen de espacio que se necesita para observar valores atípicos extremos, como los agujeros negros ultramasivos.
Además de Astrid, los investigadores buscan emplear otras herramientas. La futura Antena Espacial de Interferómetro Láser (LISA) podrá detectar una gama mucho más amplia de ondas gravitacionales. El Telescopio Espacial James Webb no se queda atrás. Ahora permanece mirando hacia el universo distante para revelar sus secretos.
