Durante décadas, mientras los astrónomos han detectado agujeros negros iguales en masa ya sea a unos pocos soles o millones de soles, los agujeros negros que faltan en el vínculo medio han eludido el descubrimiento.
Ahora, un nuevo estudio sugiere que tales agujeros negros de masa intermedia pueden no existir en el universo moderno debido a la escala en la cual los agujeros negros crecen.
Los científicos piensan que los agujeros negros de masa estelar — hasta un par de veces la masa del sol — se forman cuando las estrellas gigantes mueren y colapsan en sí mismas.
Los científicos piensan que los agujeros negros de masa estelar — hasta un par de veces la masa del sol — se forman cuando las estrellas gigantes mueren y colapsan en sí mismas.
A lo largo de los años, los astrónomos han detectado un número de agujeros negros de masa estelar en el universo cercano, y en el 2010, los investigadores detectaron el primer agujero negro fuera del grupo local de galaxias cercanas conocida como Local Group.
Tan grande como pueden parecer los agujeros negros de masa estelar, son minúsculos en comparación con los llamados agujeros negros supermasivos que son millones a miles de millones de veces la masa del sol, que forman los corazones de la mayoría, si no todas, las grandes galaxias.
Tan grande como pueden parecer los agujeros negros de masa estelar, son minúsculos en comparación con los llamados agujeros negros supermasivos que son millones a miles de millones de veces la masa del sol, que forman los corazones de la mayoría, si no todas, las grandes galaxias.
Los agujeros negros supermasivos más viejos encontrados hasta la fecha incluyen uno encontrado en el 2015-con una masa de cerca de 12.000.000.000 masas solares-que existió cuando el universo era solamente cerca de 875.000.000 años.
Este hallazgo y otros sugieren que muchos agujeros negros nacieron en los albores del tiempo, de vuelta cuando el universo era más pequeño y la materia estaba más concentrada, haciendo más fácil para ellos formarse y crecer.
Mucho permanece incierto sobre cómo los agujeros negros alcanzan la circunferencia supermasiva e influencian el universo alrededor de ellos. Debido a esto, los astrónomos quieren analizar agujeros negros de masa intermedia de alrededor de 100 a 10.000 masas solares que esperan que sirvan como las etapas medias entre la masa estelar y los agujeros negros supermasivos.
Mucho permanece incierto sobre cómo los agujeros negros alcanzan la circunferencia supermasiva e influencian el universo alrededor de ellos. Debido a esto, los astrónomos quieren analizar agujeros negros de masa intermedia de alrededor de 100 a 10.000 masas solares que esperan que sirvan como las etapas medias entre la masa estelar y los agujeros negros supermasivos.
Sin embargo, mientras los astrónomos han descubierto una serie de potenciales agujeros negros de masa intermedia, la evidencia sigue siendo poco concluyente, dijeron los astrofísicos Tal Alexander en el Weizmann Institute of Science in Rehovot, Israel, y Ben Bar-Or del Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey.
Ahora estos investigadores sugieren que la escasez de estos eslabones perdidos puede deberse a la tasa a la que pueden crecer los agujeros negros. Detallaron sus resultados en línea el 19 de junio en el diario Nature Astronomy.
En los últimos años, los científicos han descubierto una docena de instancias de agujeros negros devorando estrellas. Si los agujeros negros crecieron solamente consumiendo las estrellas y los objetos densos, compactos tales como enanas blancas y estrellas de neutrones en vez de, digamos, las nubes gigantes de gas o de materia oscura, los investigadores estimaron que los agujeros negros todavía crecerían en la escala relativamente constante de una masa solar por 10.000 (si podían comer gas o materia oscura, podrían crecer aún más rápido, pero los datos con respecto a tales materiales en el universo temprano están más abiertos a la pregunta.)
Aunque una masa solar por 10.000 años puede no parecer especialmente rápida, significa que incluso un agujero negro de masa estelar podría crecer completamente más allá de la etapa de masa intermedia después de 10.000.000.000 años. En comparación, el universo tiene unos 13.800.000.000 años de antigüedad.
Estos hallazgos sugieren que las semillas para los agujeros negros supermasivos "fueron creadas bastante temprano en las galaxias, cuando las cosas eran más densas," dijo Bar-Ot a Space.com.
Estos hallazgos sugieren que las semillas para los agujeros negros supermasivos "fueron creadas bastante temprano en las galaxias, cuando las cosas eran más densas," dijo Bar-Ot a Space.com.
Estas semillas ya excedieron la etapa de masa intermedia cerca de 1.600.000.000 a 2.200.000.000 años después del Big Bang — "algunos o incluso la mayoría de los agujeros negros pueden haber pasado el umbral de masa de los agujeros negros supermasivos incluso antes", dijo Alexander a Space.com.
Aunque los investigadores dijeron que los agujeros negros de masa intermedia pueden existir en la actualidad en áreas densas como los cúmulos globulares de estrellas, siguen siendo difíciles de identificar porque la luz producida por los objetos que caen en ellos "no es espectacular, y hay otros objetos que pueden producirlo", dijo Alexander.
En su lugar, "la mejor manera de encontrar e identificar los agujeros negros de masa intermedia no es por la emisión de luz, sino por la emisión de ondas gravitacionales", dijo Alexander. Las ondas gravitacionales son ondas en el espacio y el tiempo, y la misión de la Evolved Laser Interferometer Space Antenna (ELISA) prevista actualmente para el 2034 podría detectar ondas gravitacionales generadas "cuando dos agujeros negros de masa intermedia se juntan," dijo Alexander.