NeoFronteras

No hay conexión entre agujeros negros y materia oscura

Área: Espacio — martes, 8 de febrero de 2011

Un estudio desmonta la teoría que decía que había una correlación entre la masa de los agujeros negros supermasivos de los centros galácticos y la materia oscura de los halos de esas mismas galaxias.

Foto
Galaxia Sombrero, una galaxias con bulbo, disco y halo. Fuente: HST.

Se han encontrado agujeros negros supermasivos en el centro de casi todas las galaxias. Los más masivos se han encontrado en las galaxias más grandes. Además, éstas están supuestamente embebidas en los mayores halos de materia oscura. Esto ha llevado a especular que existe una relación directa entre materia oscura y agujeros negros.
Ahora, unos científicos del Instituto Max planck, de la Universidad de Munich y de la Universidad de Texas han realizado un estudio extenso de galaxias para demostrar que la masa de esos agujeros negros no está relacionada directamente con la masa del halo de materia oscura, sino que más bien parece determinada por la formación de la galaxia.
Las galaxias como la nuestra contienen cientos de miles de millones de estrellas, así como polvo y gas. Esta materia puede medirse directamente a lo largo de todo el espectro electromagnético. Sin embargo, hay otros componente que no emiten o absorben luz y que sólo pueden ser inferidos por su tirón gravitatorio.
Se cree que las galaxias están embebidas en halos de materia oscura, halos que se extienden más allá del borde visible de las galaxias y que dominan en la masa total del sistema. Este halo de materia oscura no puede ser observado directamente, sino que se infiere a través de su influencia sobre el movimiento de las estrellas, gas y polvo del disco galáctico que sí vemos. Todavía no sabemos en qué consiste esta materia oscura o si realmente existe.
La otra parte masiva de una galaxia típica que está constituida por el agujero negro supermasivo de su centro. Así por ejemplo, la Vía Láctea tiene uno que contiene tanta masa como 4 millones de soles. La masa de estos agujeros negros también hay que inferirla indirectamente a través del efecto sobre las estrellas cercanas que lo rodean.
En 2002 se especuló que existía una correlación entre agujeros negros supermasivos y la materia oscura del halo, sugiriéndose que alguna física desconocida de la materia oscura controlaba el crecimiento de los agujeros negros. Además se vio que la masa de los agujeros negros se correlacionaba con la masa de los bulbos galácticos. Como las galaxias grandes tienen grandes bulbos no estaba claro qué correlación era la responsable principal del crecimiento de los agujeros negros supermasivos.
Para poner a prueba todo esto John Kormendy y Ralf Bender llevaron a cabo unas observaciones espectrales de muchos discos galácticos, bulbos y pseudobulbos. Según sus conclusiones no hay correlación entre materia oscura y agujeros negros. Sin embargo, el tamaño de los agujeros negros sí estaba correlacionado con la formación del bulbo galáctico.
En conclusión se puede decir que los agujeros negros supermasivos simplemente se sitúan en el centro de las galaxias y que la materia oscura no tiene nada que ver con ellos.
En palabras de Bender ya era difícil concebir que una distribución de baja densidad de materia oscura no bariónica pudiera influir sobre el crecimiento de un agujero negro de muy escaso volumen situado en el centro de la galaxia. Es más plausible que estos agujeros crezcan a partir del gas y polvo de su vecindad, añade Kormendy.
Aunque también nos podemos preguntar por qué la supuesta materia no influye en los agujeros negros, al fin y al cabo influye supuestamente sobre otras muchas cosas. Ya hay algunos que sugieren que la materia oscura es un invento innecesario y que la velocidad de rotación en función de la distancia de los discos galácticos se podría explicar mediante otros mecanismos (a través de modificaciones en la ley de gravedad, modificaciones en la masa inercial y gravitatoria, etc.). Según éstos la explicación más simple de la ausencia de influencia de la materia oscura sobre los agujeros negros es que simplemente tal materia no existe.
Independientemente de si estos últimos tienen razón o no, el resultado de Kormendy y Bender resta claramente protagonismo a la materia oscura, que últimamente parece estar hasta en la sopa.

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo en ArXiv.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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12 Comentarios

  1. tomás:

    La verdad es que, tras leer el artículo, esa materia oscura y no bariónica, parece tan contradictoria como el antiguo eter.

  2. Jose:

    “Este halo de materia oscura no puede ser observado directamente, sino que se infiere a través de su influencia sobre el movimiento de las estrellas, gas y polvo del disco galáctico que sí vemos”

    Pero aun no se ha detectado ¿ No ?

    S2

  3. NeoFronteras:

    Hay un halo visible y de baja masa y se ha inferido uno mucho más grande con masa suficiente como para alterar el movimiento de las estrellas del disco.
    Dicho halo de materia oscura podría no existir, o sí.

  4. Emberck:

    Buenas!!
    A ver, la materia oscura es sencillamente materia que no emite en el espectro EM, como no lo hacen por ejemplo las nubes de gas molecular, pero que tiene masa y por tanto sí la podemos percibir mediante su interacción gravitatoria (la mesa del despacho no emite luz, pero la vemos por su interacción con la luz que emite el sol)
    Evidentemente no ha sido detectada, si lo hubiese sido no la llamaríamos oscura…

    La idea de que el halo afecte a los SMBH es como poco rara, en palabras de los autores la densidad de estos halos es muy baja y los BH son muy pequeños!! ello no implica que su presencia, al sí afectar al crecimiento y evolución galácticos, les sea totalmente inocua. Lo más probable es que sí tengan un efecto secundario o indirecto (una guerra en Corea no afecta a España directamente (no estamos en guerra) pero sí indirectamente (la economía, la alarma social…. )

    El problema con otras teorías para explicar las curvas de rotación de las galaxias, como las MOND, aparece al aplicarlas por ejemplo a cúmulos, o en algunos casos en los modelos de formación galácticos…

    Sin duda un artículo interesante y no trivial,

  5. pablo:

    No es tan sencillo como dice Emberck, el polvo y nubes de gas no emite pero sí absorbe. si existe lo vas a “ver” sin dudas por algún otro método como en el caso de la mesa, pero la materia oscura es un “ente” sin influencia electromagnética y sin colisión con nada, un supesto nunca visto en ningun ejemplo de la fisica conocida, casi como el éter. los neutrinos son neutros, pero los podemos detectar por otros medios. la materia oscura supone unas cantidades enormemente mas que los neutrinos, pero no hay forma de detectarla…

  6. Emberck:

    Eso no es del todo cierto, la CDM no tiene efectos electromagnéticos, pero sí los tiene gravitatorios, y de echo podemos verlos en multitud de escenarios: formación galáctica, rotación de discos espirales, rotación en cúmulos….
    El reciente paper de “K roupa et al” (perdón por el espacio pero el corrector no me deja poner el nombre del autor correctamente). sobre la definición de galaxia propone explícitamente como requisito la existencia de materia oscura para considerar galaxia a un sistema estelar.

    Las propiedades del eter eran cuasi-mágicas, las de la materia oscura sencillamente son de no interacción EM, del mismo modo que aún no hemos encontrado partículas como el gravitón de las que sin embargo tenemos la certeza de su existencia. Nadie ha dicho que el tema de la CDM (hablo sólo de la fría pues es la que debe ser mayoritaria en el Universo para que se puedan formar las estructuras que conocemos y observamos) sea sencillo ni trivial, simplemente estaba haciendo analogías, no obstante los modelos cosmológicos actuales son bastante concordantes con este tema, las investigaciones para la obtención de la ecuación de estado de la materia oscura son abundantes y muy sesudas (que diría un colega mio).

    Una forma de detectar la CDM, es por ejemplo, mediante fenómenos de lentes gravitacionales, o mediante el estudio de ciertas anisotropías de la CMB… se puede detectar y de echo se conseguirá en un futuro no tan lejano como algunos creen…

    Un saludo

  7. NeoFronteras:

    Puede que la materia oscura sólo tenga un efecto gravitatorio, pero no electromagnético, ni de fuerza débil o fuerte. Si estrictamente fuera así sería virtualmente indetectable directamente, pues los experimentos para detectar esas partículas se basan en alguna interacción débil.
    Incluso si se detecta en el LHC alguna partícula de ese estilo, eso no querrá decir necesariamente que se hayan producido en cantidad suficiente como para dar cuenta de toda la materia oscura que se supone que hay.
    Aunque el éter era mucho más místico que la materia oscura, comparte con ésta cierto tufillo a invento para justificar nuestra ignorancia.

  8. Emberck:

    Como bien comentas, el mayor problema de la CDM es la cantidad, aunque se han postulado una gran variedad de cuerpos (tanto baiónicos: planetas, estrellas marrones enanas, gas molecular… como no) en general lo que nos falta es la cantidad…

  9. joabbl:

    La cuestión es delicada, desde luego : Cómo detectar una partícula que no existe en la Tierra en forma natural (o al menos no en cantidades apreciables) y que solo interacciona gravitatoriamente, pero que curiosamente constituye un 20% de la masa energía del universo. La única manera indirecta convincente que se me ocurre es que el modelo del big bang pudiese prever su existencia, incluso que la hiciese necesaria y, puestos a pedir, que nos dijese de qué está hecha y si existe alguna otra manera de crearla/detectarla en la Tierra. Casi nada.

    Saludos

  10. lluís:

    Lo cierto es que se acumulan algunas pistas, significativas,( como por ejemplo la práctica coincidencia de medidas de las MOND con la MMC),en contra de lal materia oscura.Lo único cierto es que por ahora no hay ni rastro de su fuente, o acaso sea que por no haber no hay ni materia oscura.

  11. tomás:

    MM (Menos Mal) que no se nos ocurre a todos hablar en siglas. Algunas son elementales, pero otras nos avasallan un poco.
    Muy estimado Emberck: Con toda sinceridad agradezco tus analogías, que nos ayuda a comprender a los que no distinguimos un H (halo) del H (Hala). Pero sé BC (Buen Chico) y traduce un poco, porque si no es así, el empleo de ejemplos, queda injustificado. Espero no molestarte porque esa no es mi intención.
    A lluís, con quien tengo más confianza, no le pido perdón porque ya sé que me va a excusar y no ha abusado. A Neo tampoco porque se limita al tan conocido LCH.
    Para los no especialistas como los tres que he nombrado, aclaro (y lo sentiría si errase):
    EM…… Energía electroMagnética.
    SMBH…. Super-Massive-Black-Hole (Super-Masivo-Negro-Agujero)
    MOND…. MOdificada-Newtoniana-Dinámica
    CDM….. Cold-Dark-Matter (Fría Oscura Materia)
    MMC….. Modified Mass Concept (Modificada Masa Concepto)
    UA…… Un Abrazo

  12. tomás:

    Recomendación a Neo: El título de este artículo podría ser NHCEANYMO.
    S2

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