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Los agujeros negros supermasivos fueron gestados por las primeras estrellas

Una pequeña cantidad de las primeras estrellas en el universo temprano, compuestas por decenas de miles de masas solares, habrían gestado a los agujeros negros supermasivos que dominan el centro de las galaxias.

Un equipo internacional de investigadores, liderado por científicos del Observatorio Astronómico Nacional de Japón y del Instituto de Astronomía y Astrofísica Academia Sinica (ASIAA) en Taiwán ha descubierto que los agujeros negros supermasivos que se ubican en el centro de las galaxias se habrían originado a partir de algunas pocas estrellas gigantes, de decenas de miles de masas solares.

De acuerdo a una nota de prensa, la nueva teoría indica que, cuanto más masiva es la «semilla» del agujero negro, más eficiente es en tragar la materia circundante y crecer de manera descomunal. Según los astrónomos, la enorme supernova generada a partir una estrella supermasiva que sustenta el nuevo estudio podrá ser observada por el Telescopio Espacial James Webb, cuyo lanzamiento se prevé para fines de este año.

Diferentes observaciones y estudios han confirmado que el centro de cada una de las galaxias se encuentra dominado por un agujero negro supermasivo: una enorme y misteriosa estructura destinada a devorar todo lo existente a su alrededor. Además de intentar entender su funcionamiento, los astrónomos se preguntan sobre su origen: ¿qué fenómeno o proceso estelar derivó en su creación?

Dudas y enigmas

Actualmente, la teoría predominante sugiere que la muerte de las primeras estrellas masivas en el universo temprano propició el surgimiento de los agujeros negros supermasivos. Los mismos se habrían originado a partir de la acumulación del gas que rodeaba a las estrellas desde las cuales se fueron gestando.

Sin embargo, como las investigaciones realizadas indican que las estrellas masivas que han podido observarse disponen únicamente de alrededor de cien o doscientas masas solares, la mencionada teoría sobre el nacimiento de los agujeros negros supermasivos ha sido puesta en duda desde diversos sectores de la comunidad astronómica internacional.

¿Cuál es la causa de estas objeciones? La principal duda radica en la magnitud de las estrellas que habrían sido las «semillas» de estos colosales agujeros negros. Para muchos astrónomos, su tamaño no podría sustentar la gestación de estructuras tan inmensas. En consecuencia, las estrellas a partir de las cuales se habrían creado los agujeros negros supermasivos deberían ser mucho más grandes.

Estrellas en el universo temprano

Con el propósito de intentar resolver este problema clave de la astrofísica moderna, el nuevo estudio indica que en realidad el «germen» de los agujeros negros que dominan el centro de las galaxias no es otro que una pequeña cantidad de las primeras estrellas existentes en el universo temprano, dotadas de varias decenas de miles de masas solares. Según los expertos, estas habrían sido las verdaderas «semillas» de los agujeros negros supermasivos.

La principal razón sería el gigantesco tamaño de estas estrellas, ya que los científicos sostienen que, cuando el origen de los agujeros negros es más masivo, se incrementa notablemente su eficiencia para devorar la materia circundante. En consecuencia, obtienen lo necesario para crecer rápidamente y en forma vertiginosa.

De acuerdo a las conclusiones de la investigación, publicada en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, una supernova generada a partir de una estrella supermasiva primordial de alrededor de 105 masas solares podría ser observada con la tecnología del Telescopio Espacial James Webb, logrando comprobar esta hipótesis.

Hasta ese momento, los astrónomos aportaron una nueva simulación de transporte de radiación y otros detalles que arrojan luz sobre el proceso de gestación de los agujeros negros supermasivos. ¿Habrá llegado finalmente el momento de desvelar el misterio en torno al origen de estas misteriosas estructuras?

Referencia

Observational properties of a general relativistic instability supernova from a primordial supermassive star. Takashi J Moriya et al. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2021).DOI:https://doi.org/10.1093/mnras/stab622

Foto:

Corte del interior de una estrella supermasiva en explosión simulada. La imagen muestra a la estrella de 55.500 masas solares un día después del inicio de la explosión. El radio de la circunferencia exterior está cerca de la órbita de la Tierra. Crédito: K.-J. Chen.

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente es periodista especializado en comunicación científica y tecnológica.

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