Un grupo de investigadores ha planteado que la materia oscura podría formar agujeros negros supermasivos. Es un planteamiento que tendría un gran impacto. Afectaría a la imagen que se tiene de los primeros momentos del universo…
La materia oscura podría formar agujeros negros supermasivos muy rápidamente
Los investigadores plantean que los agujeros negros supermasivos serían el producto de la materia oscura, en lugar de la materia convencional. Así, explican, podrían formarse en regiones con una gran densidad de materia oscura en el centro de las galaxias. Hay que recordar que no se sabe cómo se formaron estas bestias cósmicas en la infancia del universo. Se han observado algunos cuando el cosmos tenía tan solo 800 millones de años. Muy poco tiempo para que un agujero negro, en teoría, pudiese crecer hasta alcanzar ese tamaño.
Es muy difícil explicar cómo puede suceder. Los modelos de formación estándar implican la participación de la materia normal, también llamada bariónica. Los átomos y elementos, que componen todo lo que podemos observar, colapsando por la gravedad para formar agujeros negros. Con el paso del tiempo, esos agujeros negros crecen. En este nuevo estudio, en su lugar, se opta por seguir un camino diferente. Investigan la posibilidad de que existan núcleos galácticos estables compuestos por materia oscura, rodeados por una corona de materia oscura diluida.
Esto los llevó a descubrir que los centros de estas estructuras podrían concentrarse tanto que podrían colapsar hacia agujeros negros supermasivos cuando se alcanzase un nivel crítico. Según el modelo que han desarrollado, permitiría que se formasen muchísimo más rápido que otros mecanismos de formación. Habrían permitido que los agujeros negros supermasivos, en la infancia del universo, se formasen antes de que lo hiciesen las galaxias. Algo que cambia la percepción que siempre se ha tenido sobre esas etapas.
Una posibilidad muy interesante
Según explica Carlos Argüelles, el investigador que ha liderado el estudio, de la Universidad Nacional de la Plata, este escenario de formación podría ofrecer una explicación muy útil. No es necesario recurrir a la formación de estrellas previa, ni hace falta un agujero negro que actúe como semilla. Además, debería añadir materia a un ritmo elevadísimo. Otra consecuencia intrigante, de este nuevo modelo, está en la masa crítica para el colapso hacia agujero negro. Es posible que no se pueda alcanzar con las pequeñas coronas de materia oscura.
Son las que deberían existir, por ejemplo, alrededor de galaxias enanas. Los investigadores sugieren que esto podría dejar la puerta abierta a que las galaxias enanas, simplemente, tengan un núcleo de materia oscura. Carecerían de agujero negro supermasivo. Aunque ese núcleo podría imitar el comportamiento gravitacional típico de un agujero negro supermasivo. La corona exterior de materia oscura, además, explicaría el ritmo de rotación que se puede observar en las galaxias. Todo permite profundizar en cómo funcionaría la materia oscura.
El modelo de los investigadores, explica el propio Argüelles, muestra que las coronas de materia oscura podrían tener grandes concentraciones en sus centros. Algo que podría desencadenar la formación de agujeros negros supermasivos. Además, y lo que probablemente es más interesante en este caso, es que el mecanismo encaja muy bien. Cumple con el tiempo del que disponían, en la infancia del cosmos, para formar agujeros negros supermasivos. Pero harán falta más estudios para entender cuál es el origen de estas bestias cósmicas.
La materia oscura podría formar agujeros negros supermasivos… o no hacer nada de esto
Es importante recordar, sin embargo, que la materia oscura es algo que no está muy bien entendido. Se sabe cuál es su efecto, pero no se conocen sus propiedades. Se pueden realizar derivaciones y conclusiones a partir de la teoría. Sin embargo, esto no quiere decir que el estudio tenga que ser necesariamente correcto. Es una hipótesis y, como tal, deberá ser comprobado o refutado. Por eso mismo, los investigadores esperan que haya otros estudios en el futuro, que profundicen en el estudio de la formación de agujeros negros.
Añaden que no solo es interesante en el caso de la infancia del universo. También en el estudio de galaxias que no son activas. Es decir, que contienen un agujero negro supermasivo en su centro, pero no están absorbiendo una gran cantidad de material. Es el caso de la Vía Láctea, por ejemplo. Podría, al igual que otras galaxias que no sean activas, tener en su centro un denso núcleo de materia oscura. Todo esto no es una cuestión menor. La materia oscura es mucho más abundante que la materia bariónica y su estudio puede ser fundamental.
Asimismo, la formación de los agujeros negros supermasivos, en los primeros instantes del universo, es uno de los aspectos más interesantes en la actualidad. El hecho de no poder explicar satisfactoriamente cómo crecieron tan rápido es una pista. Algo que apunta a que, quizá, podría haber más física esperando ser descubierta, o algo que obligue a entender las particularidades del cosmos de una forma diferente. Es decir, se mire por donde se mire, es la señal de que quedan muchas cosas por descubrir. Aunque será algo en lo que habrá que tener paciencia…
Estudio
El estudio es C. Argüelles, M. Díaz, A. Krut y R. Yunis; «On the formation and stability of fermionic dark matter haloes in a cosmological framework». Publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society el 31 de diciembre de 2020. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Phys
