Los astrofísicos de la Western University han encontrado evidencia de la formación directa de agujeros negros que no necesitan emerger de un remanente estelar. La producción de agujeros negros en el universo primitivo, formado de esta manera, puede proporcionar a los científicos una explicación para elpresencia de agujeros negros extremadamente masivos en una etapa muy temprana de la historia de nuestro universo.
Shantanu Basu y Arpan Das, del Departamento de Física y Astronomía de Western, han desarrollado una explicación para la distribución observada de las masas y luminosidades supermasivas de los agujeros negros, para lo cual anteriormente no había una explicación científica. Los hallazgos fueron publicados hoy por Letras del diario astrofísico .
El modelo se basa en una suposición muy simple: los agujeros negros supermasivos se forman muy, muy rápidamente durante períodos de tiempo muy, muy cortos y, de repente, se detienen. Esta explicación contrasta con la comprensión actual de cómo son los agujeros negros de masa estelarformado, es decir, emergen cuando el centro de una estrella muy masiva se derrumba sobre sí mismo.
"Esta es una evidencia de observación indirecta de que los agujeros negros se originan por colapsos directos y no por restos estelares", dice Basu, profesor de astronomía en Western, reconocido internacionalmente como un experto en las primeras etapas de la formación de estrellas y la evolución del disco protoplanetario.
Basu y Das desarrollaron el nuevo modelo matemático calculando la función de masa de los agujeros negros supermasivos que se forman durante un período de tiempo limitado y experimentan un rápido crecimiento exponencial de la masa. El crecimiento de la masa puede ser regulado por el límite de Eddington establecido por unequilibrio de las fuerzas de radiación y gravitación o incluso puede excederlo en un factor modesto.
"Los agujeros negros supermasivos solo tuvieron un corto período de tiempo en el que pudieron crecer rápidamente y luego, en algún momento, debido a toda la radiación en el universo creada por otros agujeros negros y estrellas, su producción se detuvo", explicaBasu: "Ese es el escenario de colapso directo".
Durante la última década, se descubrieron muchos agujeros negros supermasivos que son mil millones de veces más masivos que el Sol en los altos 'desplazamientos al rojo', lo que significa que estaban en nuestro universo dentro de los 800 millones de años posteriores al Big Bang. La presencia deestos agujeros negros jóvenes y muy masivos cuestionan nuestra comprensión de la formación y el crecimiento de los agujeros negros. El escenario de colapso directo permite masas iniciales que son mucho mayores que las implícitas en el escenario de remanente estelar estándar, y puede explicar en gran medida las observaciones.Este nuevo resultado proporciona evidencia de que tales agujeros negros de colapso directo se produjeron en el universo primitivo
Basu cree que estos nuevos resultados pueden usarse con futuras observaciones para inferir el historial de formación de los agujeros negros extremadamente masivos que existen en épocas muy tempranas en nuestro universo.
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Materiales proporcionado por Universidad de Western Ontario . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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