Los agujeros negros mil millones de veces la masa del Sol o más se encuentran en el corazón de muchas galaxias, impulsando su evolución. Aunque es común hoy en día, la evidencia de agujeros negros supermasivos existentes desde la infancia del Universo, aproximadamente mil millones de años después del Big Bang, ha desconcertado a los astrónomos durante años.
¿Cómo podrían estos gigantes haber crecido tanto en el tiempo relativamente corto que tuvieron que formarse? Un nuevo estudio dirigido por Tal Alexander del Instituto de Ciencia Weizmann y Priyamvada Natarajn de la Universidad de Yale puede proporcionar una solución.
Los agujeros negros a menudo se confunden con criaturas monstruosas que absorben polvo y gas a una velocidad enorme. Pero esto no podría estar más lejos de la verdad (de hecho, las palabras "chupar" y "agujero negro" en la misma oración me hacen estremecer). Aunque generalmente acumulan discos de acreción brillantes, discos giratorios de gas y polvo que los hacen visibles a través del Universo observable, estos mismos discos en realidad limitan la velocidad de crecimiento.
Primero, a medida que la materia en un disco de acreción se acerca al agujero negro, se producen atascos de tráfico que ralentizan cualquier otro material que cae. En segundo lugar, cuando la materia choca dentro de estos embotellamientos, se calienta y genera radiación de energía que en realidad aleja el gas y el polvo del agujero negro.
Una estrella o una corriente de gas en realidad puede estar en una órbita estable alrededor del agujero negro, al igual que un planeta orbita alrededor de una estrella. Por lo tanto, es un gran desafío para los astrónomos pensar en formas que harían que un agujero negro crezca a proporciones supermasivas.
Afortunadamente, Alexander y Natarajan pueden haber encontrado una manera de hacer esto: al colocar el agujero negro dentro de un grupo de miles de estrellas, pueden operar sin las restricciones de un disco de acreción.
Generalmente se cree que los agujeros negros se forman cuando estrellas masivas, que pesan decenas de masas solares, explotan después de que se gasta su combustible nuclear. Sin el horno nuclear en su núcleo empujando contra la gravedad, la estrella se derrumba. Mientras que las capas internas caen hacia adentro para formar un agujero negro de solo unas 10 masas solares, las capas externas caen más rápido, golpean las capas internas y rebotan en una gran explosión de supernova. Al menos esa es la versión simple.
El equipo comenzó con un modelo de un agujero negro, creado a partir de esta explosión estelar, incrustado dentro de un grupo de miles de estrellas. Un flujo continuo de gas denso, frío y opaco cayó en el agujero negro. Pero aquí está el truco: la atracción gravitacional de muchas estrellas cercanas hizo que zigzagueara al azar, evitando que se forme un disco de acreción.
Sin un disco de acreción, la materia no solo es más capaz de caer en el agujero negro desde todos los lados, sino que no se ralentiza en el disco de acreción.
Con todo, el modelo sugiere que un agujero negro 10 veces la masa del Sol podría crecer a más de 10 mil millones de veces la masa del Sol en mil millones de años después del Big Bang.
El documento fue publicado el 7 de agosto en Science y está disponible en línea.
