Un grupo de investigadores ha encontrado evidencias de un agujero negro de masa intermedia. Por su masa, estaría firmemente a medio camino entre los agujeros negros de masa estelar (producto de la muerte de estrellas masivas) y los agujeros negros supermasivos. Es algo así como un eslabón perdido…
Un agujero negro de masa intermedia
El descubrimiento de este agujero negro de masa intermedia es interesantísimo porque permite plantear que este tipo de agujeros negros podrían ser la semilla de los agujeros negros supermasivos. El agujero negro descubierto tiene 55 000 veces la masa del Sol. Generalmente, se suele plantear que los agujeros negros de masa intermedia estarían en una franja de entre 100 y 100 000 masas solares (aunque es posible encontrar otras estimaciones). Por lo que encajaría justo en el medio. El descubrimiento podría ayudar a entender cómo se forman los agujeros negros supermasivos.
Estos últimos, que en ocasiones pueden superar ampliamente los miles de millones de masas solares, se encuentran en el corazón de todas las galaxias grandes. Tanto la Vía Láctea como Andrómeda, al igual que muchas otras galaxias, tienen un agujero negro supermasivo en su centro. Su presencia, sin embargo, es uno de los grandes misterios de la astronomía moderna. Nunca se ha entendido demasiado bien cómo pudieron llegar a alcanzar tamaños tan monstruosos en el pasado. Simplemente, no hubo tiempo suficiente para que pasase.
Es decir, los métodos planteados se encuentran con el inconveniente de que los agujeros negros supermasivos no podrían haberse formado tan rápido como se ha observado. De ahí que el descubrimiento de agujeros negros de masa intermedia sea tremendamente útil. Se espera que sirvan para entender cómo funcionaba el mecanismo que permitió su formación. Además, el método de detección de este agujero negro de masa intermedia es también muy curioso. Ha sido posible gracias a la observación de una ráfaga de rayos gamma.
Una ráfaga de rayos gamma y una lente gravitacional
El descubrimiento ha sido posible gracias a la detección de una ráfaga de rayos gamma a través de una lente gravitacional. La ráfaga de rayos gamma duró apenas medio segundo. Fue el resultado de la luz de alta energía emitida por una pareja de estrellas en plena fusión. Al observar la ráfaga, los investigadores observaron que tenía lo que han denominado un eco. Ese eco es producto de la presencia de un agujero negro de masa intermedia en el camino. Su efecto es el de curvar la luz en su camino a la Tierra, de modo que un único destello es observado dos veces.
Es decir, la ráfaga de rayos gamma fue observada dos veces, y todo se debe a la presencia de un objeto masivo entre nosotros y la fuente que lo emitió. Para poder determinar su naturaleza, se recurrió a la ayuda de software que se ha desarrollado con la intención de captar agujeros negros a partir de ondas gravitacionales. Así, se pudo concluir que los dos destellos procedían del mismo objeto. Esto lleva a los investigadores a concluir que el responsable de ese segundo destello es un agujero negro de masa intermedia. Pero ¿cuál es su origen?
Una posibilidad que han planteado es que se trate de una reliquia del cosmos. Un agujero negro primordial, formado en las primeras etapas del universo, antes de que se formasen las primeras estrellas y galaxias. Si fuese así, estos primeros agujeros negros habrían actuado como las semillas de los agujeros negros supermasivos que podemos encontrar en el corazón de las galaxias grandes en la actualidad. No solo eso, los investigadores sugieren que, a partir de su estudio, podría realizarse alguna que otra estimación sobre su abundancia.
La estimación de su abundancia a partir de un agujero negro de masa intermedia
A partir de este descubrimiento, es posible determinar cuántos agujeros negros de masa intermedia podemos esperar encontrar en el universo. Su primera estimación es que, solo en la Vía Láctea, podría haber unos 46 000 agujeros negros de masa intermedia. A pesar de todo, es necesario recordar que nos encontramos ante un objeto candidato. Es decir, se ha detectado lo que parece ser un agujero negro de masa intermedia. Hará falta más observaciones para poder determinar, sin género de duda, que se trata de lo que realmente parece ser.
No es el único posible agujero negro de masa intermedia que se ha detectado en los últimos años. Todo parece indicar que, tarde o temprano, se producirá finalmente la confirmación de que uno de ellos es real. El hallazgo podría permitir establecer un nexo de evolución directo desde los agujeros negros de masa estelar a los supermasivos. Es decir, a partir de la formación de un agujero negro de masa estelar, la colisión con otros agujeros negros de masa similar podría permitir alcanzar las dimensiones de un agujero negro supermasivo.
La otra posibilidad es que, directamente, en los inicios del universo, una gran región de gas y polvo colapsase directamente hacia un agujero negro. Esto permitiría que su masa inicial fuese mucho más alta que la de un agujero negro de masa estelar. El inconveniente del método anterior es que no hay tiempo suficiente para llegar a un agujero negro supermasivo en la infancia del cosmos. Este último método sí que lo permitiría. Por lo que estos descubrimientos, tarde o temprano, permitirán entender cuál es, realmente, el origen de las grandes bestias del cosmos…
Estudio
El estudio es J. Paynter, R. Webster y E. Thrane; «Evidence for an intermediate-mass black hole from a gravitationally lensed gamma-ray burst». Publicado en la revista Nature Astronomy el 29 de marzo de 2021. Puede ser consultado en este enlace.
Referencias: Phys
