Vea También
El universo está plagado de agujeros negros supermasivos. Hay uno a sólo 30.000 años luz en el centro de la Vía Láctea. La mayoría de las galaxias tienen uno, y algunos de ellos son más masivos que mil millones de estrellas. Sabemos que muchos agujeros negros supermasivos se formaron en los inicios del universo. Por ejemplo, el cuásar TON 618 está alimentado por un agujero negro de 66.000 millones de masas solares. Dado que su luz viaja casi 11.000 millones de años para llegar a nosotros, TON 618 ya era enorme cuando el universo tenía sólo unos pocos miles de millones de años. Entonces, ¿cómo es que estos agujeros negros crecieron tan rápidamente?
Una idea es que algunas de las primeras estrellas eran gigantes. Con una masa de más de 10.000 soles, una estrella de este tipo tendría una vida muy corta y colapsaría rápidamente en un gran agujero negro. Estos primeros agujeros negros actuarían como semillas en el centro de una galaxia, consumiendo material cercano para crecer rápidamente en tamaño. Algunos de ellos incluso colisionarían y se fusionarían para formar un agujero negro aún mayor. Aunque es un modelo razonable, las simulaciones por ordenador descubren que este proceso tarda demasiado. Este proceso no puede producir el tipo de agujeros negros que vemos en el universo primitivo, como el TON 618.
 |
| Una imagen directa del agujero negro supermasivo de M87. Crédito: EHT Collaboration |
Otra idea es la conocida como escenario de colapso directo. En este modelo, un pequeño agujero negro supermasivo se forma de golpe. El gas denso en medio de una protogalaxia se enfría lo suficiente como para colapsar por su propio peso, formando un agujero negro. Como estos agujeros negros tendrían una ventaja en cuanto a masa, pueden crecer rápidamente hasta convertirse en los agujeros negros supermasivos que observamos.
Hasta ahora no hemos podido observar un agujero negro de colapso directo (DCBH). Hace unos años se descubrieron un par de candidatos a DCBH por sus señales infrarrojas. Estas podrían confirmarse cuando se lance (posiblemente) el telescopio espacial James Webb a finales de este año. Pero recientemente un estudio sostiene que podríamos observar los DCBH por sus señales de radio.
Cuando los agujeros negros consumen activamente la materia cercana, pueden crear potentes chorros de plasma caliente. Estos chorros tienen un gran volumen de radio y son una de las formas de identificar los agujeros negros supermasivos. Los agujeros negros de colapso directo deberían tener chorros similares, pero el material del chorro sería más denso. Y como los agujeros negros de colapso directo se formaron en el universo primitivo, sus señales de radio estarían más desplazadas al rojo. Este último trabajo sostiene que la señal de radio de los DCBH tendría una estructura similar, pero se distinguiría fácilmente de los chorros de radio que vemos hoy en día. La firma también se diferenciaría de los chorros creados por los agujeros negros semilla.
Por desgracia, estas fuentes de radio de alto desplazamiento al rojo no pueden ser vistas por los radiotelescopios actuales. Pero deberían ser lo suficientemente brillantes como para ser detectadas por el Square Kilometer Array (SKA) y el propuesto Very Large Array de próxima generación (ngVLA).
Fuentes, créditos y referencias:
Yue, B., and A. Ferrara. “Radio signals from early direct collapse black holes.” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 506.4 (2021): 5606–5618.
Créditos a Universe Today