¿Cómo se formaron los agujeros negros supermasivos? ¿Qué es la materia oscura? En un modelo alternativo de cómo llegó a ser el Universo, en comparación con la historia del Universo, un equipo de astrónomos propone que ambos misterios cósmicos podrían explicarse por los llamados "agujeros negros primordiales".
Nico Cappelluti (Universidad de Miami), Günther Hasinger (Director Científico de la ESA) y Priyamvada Natarajan (Universidad de Yale), sugieren que los agujeros negros existieron desde el comienzo del Universo y que estos agujeros negros primordiales podrían ser los que aún no han sido explicados. materia oscura. El nuevo estudio está aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal.
“Los agujeros negros de diferentes tamaños siguen siendo un misterio. No entendemos cómo los agujeros negros supermasivos pudieron haber crecido tanto en el relativamente poco tiempo disponible desde que existió el Universo ”, explica Günther Hasinger.
En el otro extremo de la escala, también puede haber agujeros negros muy pequeños, como sugieren las observaciones de Gaia de la ESA , por ejemplo. Si existen, son demasiado pequeños para haberse formado a partir de estrellas moribundas.
“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 cada vez más agujeros negros masivos con el tiempo. El futuro observatorio espacial de ondas gravitacionales de la ESA, LISA , podría captar las señales de esas fusiones si existen 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, el Universo estaría lleno de agujeros negros por todas partes. Las estrellas comenzarían a formarse alrededor de estos grupos de "materia oscura", creando sistemas solares y galaxias durante miles de millones de años. Si las primeras estrellas se formaran realmente alrededor de agujeros negros primordiales, existirían antes en el Universo de lo esperado por el modelo "estándar".
“Los agujeros negros primordiales, si existen, bien 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 Euclid de la ESA, que explorará el Universo oscuro con más detalle que nunca, podría desempeñar un papel en la búsqueda para identificar los agujeros negros primordiales como candidatos a materia oscura.
El próximo telescopio espacial James Webb de NASA / ESA / CSA , una máquina del tiempo cósmica que mira hacia atrás a más de 13 mil millones de años, arrojará más luz sobre este misterio.
“Si las primeras estrellas y galaxias ya se formaron en las llamadas 'edades oscuras', Webb debería poder ver evidencia de ellas”, agrega Günther.
Notas para los editores
“Explorando el Universo PBH-ΛCDM de alto corrimiento al rojo: siembra temprana de agujeros negros, las primeras estrellas y fondos de radiación cósmica”, de N. Cappelluti, G. Hasinger y P. Natarajan se acepta para su publicación en The Astrophysical Journal.https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Did_black_holes_form_immediately_after_the_Big_Bang
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