Explicación del misterio de los primeros agujeros de monstruos negros

Se cree que se necesitarán miles de millones de años para que se formen agujeros negros supermasivos, pero al menos 20 se observaron poco después del Big Bang.

Hace más de diez años, los astrónomos hicieron un descubrimiento que los desconcertó desde entonces: los agujeros negros supermasivos parecían haber aparecido poco después del comienzo del universo.

Se cree que se necesitarán miles de millones de años para que se formen agujeros negros supermasivos, pero al menos 20 de ellos fueron vistos en los albores del universo, solo 800 millones de años después del Big Bang.

Un equipo de investigadores de la Universidad de la Ciudad de Dublín, la Universidad de Columbia, Georgia Tech y la Universidad de Helsinki ahora han utilizado simulaciones por computadora para tratar de resolver el misterio.

Los resultados, publicados hoy, dicen que un agujero negro puede crecer rápidamente si la galaxia en la que se encuentra ya no forma estrellas.

Si una galaxia no puede formar estrellas, crece hasta que finalmente colapsa, creando un agujero negro. El agujero negro traga gas, polvo, estrellas moribundas e incluso otros agujeros negros, hasta llegar al tamaño de un millón de soles.

«El colapso de la galaxia y la formación de un agujero negro con un millón de masas solares lleva 100.000 años, un momento en el tiempo cósmico», dijo el coautor del estudio, Zoltan Haiman, profesor de astronomía en la Universidad de Columbia.

«Unos cientos de millones de años después, se convirtió en un agujero negro supermasivo con masa solar. Esto es mucho más rápido de lo que esperábamos».

Para detener la formación de estrellas, debe haber una galaxia brillante cerca, que emite radiación que puede dividir el hidrógeno molecular en hidrógeno atómico. Esto evita la formación de estrellas en la galaxia a partir del hidrógeno molecular.

Estudios anteriores han encontrado que la galaxia cercana debería ser al menos 100 millones de veces más masiva que nuestro Sol para emitir suficiente radiación para detener la formación de estrellas.

Pero los investigadores del nuevo estudio encontraron que la galaxia vecina puede ser más pequeña y más cercana de lo que se pensaba.

«La galaxia cercana no puede estar demasiado cerca o demasiado lejos y, como el principio Ricitos de Oro, demasiado caliente o demasiado fría», dijo el coautor John Wise de Georgia Tech.

Otros modelos de cómo evolucionaron estos antiguos agujeros negros, incluido uno en el que los agujeros negros crecen al fusionarse con millones de agujeros negros y estrellas más pequeñas, están a la espera de más pruebas.

«Comprender cómo se forman los agujeros negros supermasivos nos dice cómo se forman y evolucionan las galaxias, incluida la nuestra, y finalmente nos dice más sobre el universo en el que vivimos», dijo Regan.

La investigación se publica en la revista Nature Astronomy.

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