Los agujeros negros primordiales son, sin duda, uno de los objetos más intrigantes que podemos encontrar. De existir, podrían ser responsables de la materia oscura. Su búsqueda no es nada sencilla, pero un grupo de investigadores lo ha intentando…

El papel de los agujeros negros primordiales

Corría el año 1974 cuando Stephen Hawking explicó la posible existencia de los agujeros negros primordiales. Su nacimiento habría sido posible en la fracción de segundo posterior al Big Bang. En aquel entorno, podrían haber tenido masas muy inferiores a las de sus hermanos mayores. Desde una cantidad ínfima, a una masa 100 000 veces superior a la del Sol. Es decir, podrían superar en masa a los agujeros negros de masa estelar, provocados por la muerte de una estrella mucho más masiva que la nuestra, pero no a los supermasivos…

A la caza de Agujeros negros primordiales
Las diferentes eras del universo, desde el Big Bang hasta la actualidad. Crédito: NASA

Los agujeros negros supermasivos son el centro de las galaxias grandes. Todo gira a su alrededor. En el caso de la Vía Láctea, por ejemplo, se trata de Sagitario A*, que tiene unos 4,4 millones de veces la masa de nuestra estrella. No es el más grande. En otras galaxias se calcula que hay agujeros negros supermasivos de miles de millones de veces la masa de nuestra estrella. El comportamiento de ambos, y su papel, por tanto, está bien comprendido. No se puede decir lo mismo en el caso de los agujeros negros primordiales.

Cabe recordar que el 5% de todo lo que compone el universo está formado por materia bariónica. Es decir, todo lo que podemos ver a nuestro alrededor. El 95 % restante se reparte entre la materia y la energía oscura, aproximadamente en un 27 y un 68 % respectivamente. Aunque no se puede detectar su presencia, se puede deducir de forma indirecta. La energía oscura es la responsable de la aceleración de la expansión del cosmos. La materia oscura, por su parte, explica por qué las galaxias no se descomponen…

Una lente gravitacional para detectar agujeros negros primordiales

Porque, si nos fijamos solo en la masa de aquello que podemos observar a nuestro alrededor, resulta que las galaxias no tienen suficiente masa para mantenerse unidas. Deberían descomponerse. Pero no sucede, por lo que hay una fuente adicional de gravedad. Sin embargo, ¿qué es la materia oscura? A lo largo de los años se han planteado muchas posibilidades diferentes. Entre ellas, la de los agujeros negros primordiales. Un grupo de investigadores ha intentado detectarlos por medio de la técnica de lente gravitacional.

La galaxia de Andrómeda. Crédito: Lorenzo Comolli

El estudio les ha permitido descartar la existencia de agujeros negros primordiales con una similar a la de la Luna o inferior. Para ello, han observado el espacio entre el Sistema Solar y la galaxia de Andrómeda, a 2,5 millones de años-luz, recurriendo a la lente gravitacional. El razonamiento fue explicado por Albert Einstein. La luz de una estrella lejana, en su camino hacia la Tierra, se verá distorsionado por la presencia de un objeto masivo entre esa estrella y nuestro planeta. Puede actuar como una suerte de lupa gigantesca.

De modo que, para un observador en la Tierra, esa estrella pueda parecer más brillante de lo que realmente es. Los tres objetos, la estrella distante, la Tierra y el posible agujero negro primordial, están en movimiento. Por lo que, de haber alguna lente gravitacional, una estrella se volvería más brillante y, después, poco a poco iría reduciendo su brillo al salir del camino de la lente. Con todo esto en mente, los investigadores capturaron 190 imágenes de la galaxia de Andrómeda, esperando detectar, al menos, 1000 microlentes gravitacionales.

Sin noticias de lentes gravitacionales

Esa cifra no es accidental. Es la estimación de cuántas deberían producirse si hubiese agujeros negros con una masa, como máximo, similar a la de la Luna, suponiendo que toda la corona de la galaxia estuviese formada por estos misteriosos objetos. Así como, además, sumando la cantidad de estrellas que tiene Andrómeda y que, desde nuestra perspectiva, podrían verse afectadas por la presencia de una lente gravitacional. Y, finalmente, cuántas podrían ser detectadas por los instrumentos utilizados en el experimento.

Concepto artístico de un telescopio de lente gravitacional. Crédito: Claudio Maccone

En total, el telescopio fotografío 90 millones de estrellas. El equipo ha necesitado dos años para analizar los datos en busca de posibles agujeros negros primordiales. Al final, solo una estrella, de todas las observadas, aumentaba de brillo y se oscurecía tal y como debería por una lente gravitacional. Algo que sugiere que los agujeros negros primordiales no deben componer la materia oscura. O, por lo menos, no en su mayoría. Aun así, los propios investigadores explican que esto no descarta por completo a estos objetos.

En realidad, solo los descarta con una masa similar a la de la Luna o inferior. Hay más posibilidades, y cabe que alguna de esas sí fuese la correcta. Otros estudios han permitido, también, descartar otras cantidades de masa diferentes, pero el abanico es lo suficientemente amplio como para no poder cerrar la puerta por completo. No solo eso, los descubrimientos de agujeros negros, mediante ondas gravitacionales, podrían mostrar la presencia de algún agujero negro primordial. Es decir, queda todavía mucho por descubrir…

Referencias: Phys