Los primeros agujeros negros nacieron en capullos cósmicos

Muy probablemente la primera imagen que nos viene a la mente al pensar en los agujeros negros es que necesitan ser alimentados, mimados y protegidos cuando son jóvenes. Pero un nuevo trabajo de investigación revela que los primeros agujeros negros del universo se formaron y crecieron probablemente centro de gigantescos capullos estelares que bloqueaban su poderosa radiación X evitando que los gases circundantes fueran dispersados.

"Hasta hace poco, el pensamiento de muchos ha sido que los agujeros negros supermasivos comenzaron por la fusión de numerosos agujeros negros pequeños", explica Mitchell Begelman, de la Universidad de Colorado-Boulder. "Este nuevo modelo de desarrollo de agujeros negros indica una posible ruta alternativa para su formación."

Los agujeros negros ordinarios se cree que son los remanentes de estrellas algo mayores que nuestro Sol que agotaron su combustible nuclear y murieron.

Pero los primeros agujeros negros se formaron probablemente a partir de grandes estrellas originadas en el universo primitivo, probablemente en los primeros cientos de millones de años después del Big Bang. El único proceso por el que estas grandes estrellas se convertirían en agujeros negros implica la formación de un capullo protector formado por gas.

La novedad aquí es que creemos que hemos descubierto un nuevo mecanismo para la formación de estas estrellas masivas, que nos da una nueva forma de comprender cómo se formaron los agujeros negros relativamente rápido", explicó Begelman.

Estas primeras estrellas super masivas habrían crecido hasta tener un tamaño enorme, de tal vez decenas de millones de veces la masa de nuestro Sol, y habían tenido una vida muy corta, puesto que su núcleo habría colapsado en unos pocos millones de años.

El requisito principal para la formación de estrellas supermasivas es la acumulación de materia a una velocidad de una masa solar por año, explicó Begelman. Debido a la tremenda cantidad de materia consumida por las estrellas supermasivas, los posteriores agujeros negros que se formaron en sus núcleos podrían haber comenzado con un tamaño mucho mayor que los agujeros negros ordinarios que conocemos.

Begelman explicó que la fusión termonuclear del hidrógeno en las estrellas supermasivas habría sido estabilizada por su propia rotación o por otra forma de energía, los campos magnéticos o la turbulencia con el fin de facilitar el rápido crecimiento de los agujeros negros en sus núcleos.

Una vez sembrada la semilla del agujero negro, el proceso entra en una segunda etapa, llamada etapa "quasistar". Durante esta fase, los agujeros negros crecieron rápidamente a partir de la materia de la envuelta de gas circundante, que finalmente se hinchó hasta llegar al tamaño del sistema solar y al mismo tiempo se enfrió, añadió Begelman.

Una vez que los "quasistars" se enfriaron hasta llegar a un cierto punto, donde la radiación comenzó a escapar a gran velocidad suficiente para provocar que el envoltorio de gas se disperse y deje detrás agujeros negros de hasta 10.000 veces la masa del Sol. Al nacer con un tamaño tan grande en relación a los agujeros negros ordinarios, esptos agujeros negros habrían crecido hasta llegar a ser agujeros negros supermasivos con una masa de millones o miles de millones de veces la masa del Sol, mediante la acreción de gas de las galaxias circundantes o mediante la fusión con otros agujeros negros en procesos extremadamente violentos de colisiones de galaxias.

Begelman añade que los agujeros negros que se formaron después de las estrellas primitivas supermasivas podrían haber causado gran impacto en la evolución del universo, como por ejemplo en la formación galáctica, probablemente evolucionando hasta producir cuásares, que son los centros muy brillantes y energéticos del galaxias distantes que pueden ser 1000 billones de veces más brillantes que nuestro Sol.

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publicado en Odisea cósmica