Así es como se formaron los agujeros negros "supermasivos" (y no es como creían los científicos)

Ilustración abstracta de cómo se ve un agujero negro. Derechos de autor de la imagen Getty Images
Image caption Los agujeros supermasivos formados hace cientos de millones de años son demasiado grandes para haberse formado solo por ceniza estelar hace apenas cientos de millones de años, pero los astrofísicos no encontraban una explicación alternativa.

Uno de los fenómenos que más intriga a los astrónomos son los agujeros negros. Y aunque una de las pocas cosas que creían saber es cómo se forman, parece que estaban equivocados.

Eso, según un equipo investigador de la Universidad Western de Canadá y al menos en el caso de los "supermasivos".

Un agujero negro "es un montón de materia apeñuscada en un espacio tan pequeño que nada puede salir, ni siquiera la luz", como explicó de forma simplificada el cosmólogo Andrew Pontzen para el programa de la BBC "Los curiosos casos de Rutherford y Fry" en 2017.

Hasta ahora se creía que los agujeros negros se formaban por el choque gravitatorio de una estrella de una masa de, al menos, 25 veces el Sol. Sin combustible nuclear del que alimentarse, la estrella sufre un colapso gravitacional.

Los restos de ese choque se transforman en un objeto supercompacto del que ni la luz puede escapar, lo que explica que el agujero negro, sea, en efecto, negro.

Es entonces cuando se convierte en un enorme vacío que aspira cualquier cosa que se le acerque.

Esta explicación era válida para los agujeros negros más pequeños, pero en el caso de los de mayor tamaño, los llamados supermasivos, algo no encajaba.

Algo que no cuadra

La hipótesis más aceptada por los científicos es que estos monstruos se generaron de la misma forma: devorando cada vez más y más materia a medida que sus estrellas colapsaban. El problema está en el factor tiempo.

Para que un agujero negro se convierta en supermasivo necesita que pasen muchos años (miles de millones de años). Pero los astrónomos han podido detectar agujeros negros de enorme tamaño cuando el universo tenía apenas cientos de millones de años.

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Image caption Hasta ahora los científicos tenían una explicación para la creación de agujeros masivos, pero algo no encajaba: no habían tenido suficiente tiempo para crecer tanto.

Era imposible que hubiesen podido formarse en tan poco tiempo, pero los investigadores dieron ahora con una explicación alternativa lo suficientemente convincente.

¿La respuesta?

Un equipo de científicos de la universidad de Western, en Canadá, cree haber dado con la clave para resolver el misterio cósmico que ha intrigado a los científicos durante décadas.

Los astrofísicos Shantanu Basu and Arpan Das desarrollaron un nuevo modelo matemático que les permite concluir que los agujeros supermasivos se formaron a partir de "colapsos directos de materia y no de restos estelares".

Para llegar a esta conclusión, calcularon la función de masa de los agujeros masivos que se forman durante un determinado periodo de tiempo y crecen de forma exponencial a sus masas.

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Image caption Los investigadores de la universidad canadiense de Western creen que solo el colapso directo de la materia puede explicar agujeros masivos tan grandes.

Ellos explican que este crecimiento es causado por el llamado límite de Eddington, que establece que la presión de un fotón no puede exceder la atracción gravitacional de un cuerpo que emite luz.

Si un cuerpo emite radiación sobre el límite de Eddington, explosionaría por la propia presión de los fotones.

La teoría planteada por Basu y Das, y publicada recientemente en la revista científica The Astrophysical Journal Letters, explica la existencia de masas iniciales mucho mayores que la de los agujeros negros formados por las cenizas de una estrella muerta.

El colapso "directo", aseguran ellos en su documento, se produce debido a "toda la radiación del Universo generada por demás agujeros negros y astros".

La radiación excesiva hace que el crecimiento se detenga, lo que explica que el periodo en el que estos agujeros supermasivos haya sido tan corto y hace tantos millones de años: solo se produjo durante los primeros tiempos de existencia del Universo, antes de que éste se llenara completamente de radiación.

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