Los agujeros negros son algunos de los fenómenos más interesantes del universo. Si quieres saber qué es, lee esta publicación: ¿Qué es un agujero negro? Y ahora estamos aprendiendo algo nuevo e interesante sobre los agujeros negros y las leyes del universo.
Los agujeros negros en el centro de las galaxias también se conocen como agujeros negros supermasivos. Los agujeros negros se forman cuando una estrella con una masa de al menos 5 veces la masa del Sol agota su combustible y, debido al colapso gravitacional, cae sobre sí misma formando un agujero negro. Los agujeros negros supermasivos pueden contener cientos de millones de masas estelares, como nuestro Sol.
Los astrónomos ahora están bastante seguros de que estos agujeros negros supermasivos se encuentran en el centro de casi todas las galaxias del universo. Además, la masa de estos agujeros negros está relacionada de alguna manera con la masa del resto de la galaxia. Se forman en estrecho contacto entre sí.
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Un grupo de científicos de Estados Unidos, Alemania y España descubrió que los agujeros negros supermasivos detienen la formación de estrellas, que ocurre en las grandes galaxias.
En las galaxias jóvenes, aparecen nuevas estrellas muy rápidamente, pero tan pronto como la galaxia está completamente formada, este proceso se detiene. Esto está influenciado por el agujero negro supermasivo, que está en el centro de cada gran galaxia y que es millones de veces más grande que el Sol. Tiene efectos gravitacionales sobre las estrellas de la galaxia y, a veces, amplifica la radiación del núcleo activo de la galaxia. Los científicos creen que esta energía apaga la formación de estrellas, calentando y disipando el gas que se convertiría en una estrella una vez que se enfríe.
Los autores estudiaron galaxias masivas donde ya se midió la masa del agujero negro central. Para comprender cómo evolucionaron estas galaxias, los científicos analizaron su espectro de emisión utilizando el telescopio Hobby-Eberley. Al comparar los resultados, los autores vieron que los procesos de formación de galaxias con agujeros negros centrales de diferentes masas son muy diferentes. Los astrónomos encontraron que estas diferencias estaban relacionadas solo con la masa del agujero negro, y no con el tamaño de la galaxia o su morfología.
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“En galaxias de la misma masa, pero con diferentes masas de sus agujeros negros centrales, el proceso de formación de estrellas terminó antes donde los agujeros negros eran más masivos, y viceversa. Esto significa que la aparición de estrellas en galaxias con una masa menor de agujeros negros centrales tomó más tiempo”, dijo Ignazio Martin-Navarro, PhD en física y matemáticas de la Universidad de California en Santa Cruz.
Los autores señalan que anteriormente no era posible lograr tales resultados, porque la duración de todos los procesos es muy diferente: las estrellas pueden formarse durante cientos de millones de años, mientras que la liberación de energía del núcleo galáctico activo puede ocurrir en un tiempo más corto. Dichos núcleos se diferencian entre sí y sus características dependen de muchos factores: el tamaño del agujero negro, el nivel de acumulación de material que cae sobre el agujero negro y muchos otros.
Agujeros negros sin estrellas
Los agujeros negros supermasivos se encuentran en el centro de muchas galaxias. Con la ayuda de los procesos que ocurren cerca de ellos: la formación de un disco de acreción a partir de la materia atraída y los chorros relativistas de plasma - chorros, se puede explicar, por ejemplo, la radiación más poderosa de los quásares. En la última década, se han descubierto agujeros negros supermasivos, muchos de los cuales son miles de millones de veces más masivos que el Sol, con grandes corrimientos al rojo Doppler. Esto significa que existieron en nuestro Universo solo 800 millones de años después del Big Bang.
Sin embargo, la astrofísica moderna cree que los agujeros negros surgen como resultado de la evolución de las estrellas, cuando en la última etapa el remanente de una estrella masiva, que ha perdido su combustible termonuclear, se contrae, colapsa en un pequeño cuerpo con monstruosa gravedad. Entonces pueden crecer, absorbiendo la materia circundante. La presencia de agujeros negros tan jóvenes y muy masivos arroja dudas sobre tal escenario de formación, porque entonces todavía no había suficientes estrellas que hubieran pasado todo el camino evolutivo.
Los astrofísicos de la Western University of Canada han desarrollado una teoría de la formación de agujeros negros supermasivos en el Universo temprano como resultado del colapso directo de la materia sin la formación de estrellas. Escribieron sobre esto en Astrophysical Journal Letters.
En su opinión, en el Universo temprano hubo un corto período de tiempo en el que los agujeros negros supermasivos podían formarse y crecer rápidamente sin la formación preliminar de una estrella, simplemente arrastrando el plasma circundante hacia el coágulo primario, el "germen". Luego, en algún momento, las condiciones cambiadas detuvieron este proceso. En este caso, los agujeros negros se forman muy rápidamente en un intervalo de tiempo extremadamente corto. El escenario de tal "colapso directo" da como resultado masas iniciales de agujeros negros mucho más grandes que en el escenario estándar de "remanente estelar".
Tal escenario para la formación de agujeros negros supermasivos hace posible explicar su existencia y enormes masas ya en una etapa muy temprana en la evolución de nuestro Universo.
