Cómo surgieron los agujeros negros más grandes del universo

parte 2

Las ondas gravitacionales y su papel en el tamaño de los agujeros

La liberación de energía es una de las muchas formas en que los agujeros negros divulgan sus secretos.

Cuando los agujeros negros se fusionan o chocan con objetos ligeramente menos densos como estrellas de neutrones, los eventos crean ondas en el espacio-tiempo llamadas ondas gravitacionales.

Estas ondas se mueven a través del cosmos a la velocidad de la luz y se detectaron por primera vez en la Tierra en 2015.

Desde entonces, grandes centros como el Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO, por sus siglas en inglés) en Estados Unidos y las instalaciones de Virgo cerca de Pisa, Italia, han ido recogiendo las ondas creadas por estas colisiones.

Pero aunque estos observatorios utilizan instrumentos que miden varios kilómetros de extensión, solo pueden detectar ondas de agujeros negros de tamaño relativamente modesto.

"LIGO ha detectado fusiones de sólo unas 150 masas solares", dice Nadine Neumayer, quien dirige el grupo de investigación Galactic Nuclei en el Instituto Max Planck de Astronomía.

"Hay una brecha en los datos sobre lo que la gente llama 'agujeros negros de masa intermedia' de unas 10.000 masas solares más o menos. Y esos, en realidad, podrían ser las semillas de los agujeros negros supermasivos".

La experta señala que los agujeros negros de masa intermedia podrían haberse formado en el universo muy temprano a partir del colapso de nubes de gas gigantes o colisiones descontroladas de estrellas.

En el entorno estrecho del joven universo, las sucesivas colisiones entre estos agujeros negros de tamaño mediano, combinadas con una rápida acumulación del material circundante, podrían haber acelerado su crecimiento a escalas supermasivas.

Aun así, la teoría de la semilla del agujero negro de masa intermedia tiene problemas. El pequeño universo incipiente también estaba muy caliente.

Las nubes de gas se habrían bañado en radiación, posiblemente dándoles demasiada energía para colapsar sobre sí mismas.

Incluso en un cosmos denso, las leyes de la física también limitan la velocidad máxima a la que los agujeros negros pueden absorber materia.

Volonteri dice que toda explicación actual para los agujeros negros supermasivos tiene "cuellos de botella e inconvenientes" que impiden que los científicos converjan en una respuesta definitiva.

"Las teorías que involucran lo que llamamos 'procesos dinámicos', lo que significa que se forma un agujero negro a partir de muchas, muchas estrellas en lugar de solo una, son posibles, pero estos procesos deben suceder en condiciones muy específicas", dice.

"También hay teorías sobre los 'agujeros negros primordiales', que podrían haber existido y comenzado a crecer antes de que hubiera estrellas. Pero este es un territorio completamente desconocido. No tenemos ninguna prueba de observación para probar este principio", agrega.

Volonteri dice que le encanta la física de los procesos dinámicos, pero reconoce que es muy difícil para la teoría predecir de manera creíble algo que crezca más de aproximadamente 1.000 masas solares.

"Cuando se consideran los cuásares que ya tenían mil millones de masas solares cuando el universo tenía mil millones de años, es muy difícil llegar a esos números", dice.

Esta experta cree que la verdadera historia de cómo surgieron los agujeros negros supermasivos aún no se ha contado.

"Cuanto más investigamos, más descubrimos que hay problemas que pensamos que habíamos entendido. Nos falta algo fundamental", apunta.