A menudo con más de mil millones de veces la masa que nuestro Sol, los agujeros negros supermasivos han dejado perplejos a los humanos durante décadas. Pero una nueva investigación del astrofísico de la Universidad de Kentucky Isaac Shlosman y sus colaboradores ayudará a comprender los procesos físicos en el límite del tiempo y el espacio, proporcionando los detalles de cómo se formaron los agujeros negros supermasivos hace 13 mil millones de años.
Shlosman, así como Jun-Hwan Choi en la Universidad de Texas en Austin, Mitchell Begelman en la Universidad de Colorado-Boulder y Kentaro Nagamine en la Universidad de Osaka Japón, realizaron simulaciones donde los agujeros negros supermasivos son sembrados por nubes degas que cae en pozos potenciales de materia oscura: la materia invisible que los astrónomos creen que constituye el 85 por ciento de la masa en el Universo.
Los investigadores encontraron que si bien la mayoría de las partículas de semillas en sus simulaciones no crecieron mucho, una semilla central creció rápidamente a más de dos millones de veces la masa de nuestro Sol en solo dos millones de años, lo que demuestra un camino factible hacia un agujero negro supermasivo.
"Por supuesto, señalar un camino factible no significa que hayamos recorrido todo el camino y hayamos formado un objeto tan extraño", dijo Shlosman, profesor del Departamento de Física y Astronomía del Reino Unido. "Se requiere mucho más trabajo".En cierto modo, este es un esfuerzo colectivo ".
La materia oscura domina la gravedad en el universo y forma estructuras; a medida que el universo se expande, la materia oscura se agrupa y no puede enfriarse, formando pozos de materia oscura, explicó.
"Las nubes de gas pueden caer en los pozos potenciales de materia oscura y colapsar, formando agujeros negros supermasivos", dijo. "Hay muchos obstáculos en este camino".
Muchos supusieron anteriormente que los agujeros negros supermasivos eran simplemente agujeros negros normales o estelares que crecieron con el tiempo, pero los cuásares recién descubiertos, objetos brillantes y distantes que contienen agujeros negros supermasivos, hacen que esta opción sea menos probable.los quásares distantes observados recientemente ya existían 700 millones de años después del Big Bang. Sería muy difícil cultivar agujeros negros supermasivos a partir de agujeros negros de tamaño estelar en tan poco tiempo después del Big Bang.
Un argumento adicional de que los agujeros negros supermasivos fueron sembrados por el colapso de algunas de las primeras estrellas también ha sido desacreditado porque "hemos aprendido que esas primeras estrellas eran más bien de tamaño normal y colapsaron en agujeros negros normales", dijo Shlosman.
"Los agujeros negros normales y los agujeros negros supermasivos son bestias completamente diferentes", dijo.
De hecho, las simulaciones producidas por supercomputadoras en el Reino Unido y la Universidad de Osaka muestran plausiblemente que los agujeros negros supermasivos se forman por un proceso completamente diferente a los agujeros negros normales estelares. Los investigadores esperan que sus simulaciones sean validadas cuando el telescopio espacial James Webb de la NASA, debidoque se lanzará en 2018, observa fuentes distantes donde está ocurriendo el colapso directo del gas.
"Estamos a la vanguardia, pero quedan muchas preguntas", dijo Shlosman. "Pero el público y su curiosidad merecen tener esas respuestas; no podemos excluir nada si queremos seguir avanzando".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Kentucky . Original escrito por Whitney Harder. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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