Los agujeros negros primordiales podrían explicar tanto la materia oscura como la formación de agujeros negros supermasivos
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La idea de que gran parte de la masa del Universo está compuesta por agujeros negros es una propuesta recurrente. Según esta idea, podría haber agujeros negros que sería primordiales y que, por tanto, se habrían formado durante el Big Bang. Sin embargo, hasta ahora ha habido poco respaldo observacional a esta idea.
Cuando hace décadas se propuso esta hipótesis, se sostenía que estos agujeros negros primordiales tendrían poca masa e incluso se estarían evaporando en la actualidad.
Ahora un equipo de astrofísicos propone una modificación de esta idea que explicaría tanto la materia oscura como la formación de agujeros negros supermasivos.
Nico Cappelluti (Universidad de Miami), Günther Hasinger (ESA) y Priyamvada Natarajan (Universidad de Yale) sugieren que los agujeros estos agujeros negros primordiales podrían constituir la materia oscura en forma de agujeros negros masivos.
Según Günther Hasinger, los agujeros negros de diferentes tamaños siguen siendo un misterio y que no se entiende cómo los agujeros negros supermasivos pudieron haber crecido hasta la gran masa que tienen en el tiempo relativamente corto disponible desde que existió el universo.
En el otro extremo también podría haber agujeros negros pequeños, como sugieren las observaciones de la misión Gaia de la ESA, por ejemplo. Si existen, son demasiado pequeños para haberse formado a partir de estrellas que hayan explotado como supernovas.
«Nuestro estudio muestra que sin introducir nuevas partículas o nueva física, podemos resolver los misterios de la cosmología moderna desde la naturaleza de la materia oscura en sí hasta el origen de los agujeros negros supermasivos», dice Nico Cappelluti.
Si la mayoría de los agujeros negros se formaron inmediatamente después del Big Bang, podrían haber comenzado a fusionarse en el universo temprano, formando con el tiempo agujeros negros más masivos.
El futuro observatorio espacial LISA de ondas gravitacionales de la ESA podría captar las señales de esas fusiones si es que existen los agujeros negros primordiales. Los pequeños agujeros negros podrían ser simplemente los agujeros negros primordiales que aún no se han fusionado con otros más grandes.
Según este modelo, al comienzo del Universo el espacio estaría lleno de agujeros negros primordiales que haría de centros de nucleación del gas y las estrellas y galaxias comenzarían a formarse alrededor de ellos a lo largo de miles de millones de años. Si las primeras estrellas se formaran realmente alrededor de los agujeros negros primordiales, entonces existirían anteriormente a lo esperado según el modelo estándar cosmológico.
«Los agujeros negros primordiales, si existen, podrían ser las semillas a partir de las cuales se forman todos los agujeros negros, incluido el que está en el centro de la Vía Láctea», dice Priyamvada Natarajan.
La misión Euclides de la ESA, que explorará el universo oscuro con gran detalle, podría desempeñar un papel en la identificación de estos los agujeros negros primordiales como candidatos a materia oscura.
El telescopio espacial James Webb podrá mirar muchos más lejos y así permitirá ver lo que sucedía hace 13 mil millones de años. Si las primeras estrellas y galaxias ya se formaron en la llamada ‘edad oscura’, este telescopio debería poder ver pruebas de ello.
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Fuentes y referencias:
Artículo original. [2]
Ilustración : BlackRainbow, vía blenderartists.org.