¿Cuál es el origen de los agujeros negros y cómo se relaciona esa pregunta con otro misterio, la naturaleza de la materia oscura? La materia oscura comprende la mayor parte de la materia en el Universo, pero su naturaleza sigue siendo desconocida.
En los últimos años, el Observatorio de Ondas Gravitacionales del Interferómetro Láser LIGO ha identificado múltiples detecciones de ondas gravitacionales de la fusión de agujeros negros, que se conmemoró con el Premio Nobel de Física 2017 a Kip Thorne, Barry Barish y Rainer Weiss.La confirmación de la existencia de los agujeros negros se celebró con el Premio Nobel de Física 2020 otorgado a Andrea Ghez, Reinhard Genzel y Roger Penrose. La comprensión del origen de los agujeros negros se ha convertido, por tanto, en un tema central de la física.
Sorprendentemente, LIGO ha observado recientemente un candidato de agujero negro de 2.6 masas solares evento GW190814, informado en Cartas de revistas astrofísicas 896 2020 2, L44.Suponiendo que se trata de un agujero negro y no de una estrella de neutrones inusualmente masiva, ¿de dónde viene?
Los agujeros negros de masa solar son particularmente intrigantes, ya que no se esperan de la astrofísica de evolución estelar convencional. Estos agujeros negros podrían surgir en el Universo temprano agujeros negros primordiales o ser "transmutados" de estrellas de neutrones existentes. Algunos agujeros negros podríanse formaron en el universo temprano mucho antes de que se formaran las estrellas y las galaxias. Dichos agujeros negros primordiales podrían constituir una parte o la totalidad de la materia oscura. Si una estrella de neutrones captura un agujero negro primordial, el agujero negro consume la estrella de neutrones desde el interior,convirtiéndolo en un agujero negro de masa solar. Este proceso puede producir una población de agujeros negros de masa solar, independientemente de cuán pequeños sean los agujeros negros primordiales. Otras formas de materia oscura pueden acumularse dentro de una estrella de neutrones causando su eventual colapso en un agujero negro-agujero negro masivo.
Un nuevo estudio, publicado en Cartas de revisión física , avanza una prueba decisiva para investigar el origen de los agujeros negros de masa solar. Este trabajo fue dirigido por el becario del Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo Kavli IPMU Volodymyr Takhistov y el equipo internacional incluyó a George M. Fuller, Profesor Distinguido de Física y Director del Centro de Astrofísica y Ciencias Espaciales de la Universidad de California, San Diego, así como Alexander Kusenko, Profesor de Física y Astronomía de la Universidad de California, Los Ángeles y Científico Senior Visitante de Kavli IPMU.
Como se analiza en el estudio, los agujeros negros de masa solar "transmutados" que quedan de las estrellas de neutrones que son devoradas por la materia oscura ya sea pequeños agujeros negros primordiales o acumulación de partículas de materia oscura deberían seguir la distribución de masa de las estrellas de neutrones anfitrionas originales.Se espera que la distribución de la masa de la estrella de neutrones alcance un pico alrededor de 1,5 masas solares, es poco probable que los agujeros negros de masa solar más pesados se hayan originado a partir de la materia oscura que interactúa con las estrellas de neutrones. Esto sugiere que eventos como el candidato detectado por LIGO, si es que constituyenagujeros negros, podrían tener un origen primordial en el Universo temprano y, por lo tanto, afectar drásticamente nuestra comprensión de la astronomía. Las observaciones futuras utilizarán esta prueba para investigar e identificar el origen de los agujeros negros.
Anteriormente ver Fuller, Kusenko, Takhistov, Cartas de revisión física 119 2017 6, 061101, el mismo equipo internacional de investigadores también demostró que la interrupción de las estrellas de neutrones por pequeños agujeros negros primordiales puede conducir a una rica variedad de firmas de observación y puede ayudarnos a comprender acertijos astronómicos tan antiguos comoel origen de elementos pesados por ejemplo, oro y uranio y el exceso de rayos gamma de 511 keV observado desde el centro de nuestra galaxia.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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