Hasta donde se sabe, los agujeros negros se forman a partir de la contracción catastrófica de núcleos de estrellas, y su masa inicial es de entre unas 5 veces y varias decenas de veces la masa del Sol. A partir de su creación, pueden engullir materia de su entorno y aumentar de masa. Sin embargo, ha venido siendo muy difícil explicar cómo pueden llegar a crecer hasta masas de millones de veces la del Sol, y más sorprendente aún, hasta los miles de millones de veces la del Sol que poseen algunos.
Mediante observaciones de galaxias en rayos X y simulaciones con modelos digitales en supercomputadoras, un equipo encabezado por Fan Zou, de la Universidad Estatal de Pensilvania en Estados Unidos, ha encontrado la explicación más sólida hasta la fecha de cómo los agujeros negros supermasivos han podido crecer tanto. La reconstrucción que el equipo ha hecho abarca 12.000 millones de años de historia del universo, desde cuando su edad era de unos 1.800 millones de años, hasta su edad actual de unos 13.800 millones.
La investigación realizada comprende dos estudios, uno de ellos publicado recientemente y el otro todavía pendiente de ser presentado.
El equipo ha determinado que los agujeros negros supermasivos crecen a través de una combinación de dos vías principales. Una de ellas es tragando gas frío de su galaxia anfitriona (un proceso llamado acreción). La otra es fusionándose con otros agujeros negros supermasivos cuando las galaxias colisionan unas con otras.
En la primera vía de crecimiento, cuando el gas es arrastrado en un torbellino de materia del que se va alimentando el agujero, la temperatura de esa materia aumenta mucho y se producen emisiones de rayos X muy fuertes y típicas. Estas emisiones son la huella delatadora que permite rastrear su crecimiento por acreción, tal como señala W. Niel Brandt, de la Universidad Estatal de Pensilvania y miembro del equipo de investigación.
Los autores del estudio midieron el crecimiento impulsado por acreción utilizando datos del estudio del cielo en rayos X, acumulados durante más de 20 años y procedentes de tres de los observatorios de rayos X más potentes lanzados al espacio, y también datos de otros observatorios. En total, midieron el crecimiento impulsado por la acreción en una muestra de más de 8.000 agujeros negros de rápido crecimiento.
En cuanto a la segunda vía de crecimiento de los agujeros negros supermasivos, la de las fusiones entre ellos, el equipo utilizó para rastrearlo IllustrisTNG, un conjunto de simulaciones por supercomputadora que modelizan la formación, evolución y fusión de galaxias desde poco después del Big Bang (la "explosión" colosal con la que nació el universo) hasta el presente.
Los investigadores descubrieron que, en la mayoría de los casos, la acreción era el proceso que dominaba el crecimiento de los agujeros negros. Las fusiones tuvieron una notable contribución secundaria, especialmente en los últimos 5.000 millones de años para los agujeros negros más masivos. En general, los agujeros negros supermasivos de todas las masas crecieron mucho más rápidamente cuando el universo era más joven. Por ello, la lista de agujeros negros supermasivos del universo ya estaba casi completa hace 7.000 millones de años.
En el caso del agujero negro supermasivo de la zona central de nuestra galaxia, el cual tiene una masa de “solo” unos 4 millones de veces la del Sol, la investigación indica que muy probablemente la mayor parte de su crecimiento ocurrió en una época más bien tardía de la historia del universo. NCYT
Comments