Tamaños de los agujeros negros en el Universo

Instantánea de una simulación que muestra la interacción entre agujeros negros en los centros caóticos de cúmulos globulares. Crédito: Carl Rodriguez/Northwestern Visualization.

Durante décadas los astrónomos han debatido sobre la forma que tiene la función de masa de los agujeros negros, es decir, cuántos agujeros negros hay que tengan una masa determinada, considerando todas las masas posibles.

El punto de partida de la función de masa de los agujeros negros reside en la función de masa inicial de los agujeros negros estelares: el principio de la distribución en tamaños de los agujeros negros después de haber nacido a partir de estrellas. Pero en lugar de permitir la formación de agujeros negros estelares de cualquier masa, los modelos teóricos proponen dos saltos en la distribución: un hueco superior entre 50 y 130 masas solares, debido a que los progenitores estelares de los agujeros negros en este rango son destruidos por supernovas de inestabilidad de pares; y un segundo hueco por debajo de 5 masa solares, que aparece de forma natural por la mecánica de las explosiones de supernova.


Pero ahora, desde la primera detección de ondas gravitacionales en septiembre de 2015, sabemos que los agujeros negros pueden fusionarse formando agujeros más grandes. Por tanto, la distribución en masa evoluciona con el paso del tiempo ya que las fusiones producen una disminución en el número de agujeros negros de masa baja y un aumento en el número de agujeros de masa más alta.

Un equipo de científicos dirigido por Pierre Christian (Universidad de Harvard) ha estudiado cómo la fusión de agujeros negros en los centros de cúmulos densos de estrellas modifica la función de masa de los agujeros negros en el Universo. Sus resultados apuntan a que, evolucionando a lo largo de 1o mil millones de años, las fusiones pueden rellenar el hueco entre 50 y 130 masas solares. También crean un nuevo hueco por debajo de 10 masas solares (los agujeros negros con masas por debajo de esta no pueden ser creados por fusiones) y otro a 60 masas solares (por la interacción entre el hueco inferior y el superior).https://observatori.uv.es/