Hay una creciente opinión de que los agujeros negros en el Universo primigenio pudieron ser la semilla alrededor de la cual crecieron la mayoría de las grandes galaxias de hoy día (conteniendo actualmente agujeros negros supermasivos en su interior). Y dando un paso más hacia atrás, también podría darse el caso de que los agujeros negros fueran la clave que reionizó el medio interestelar primigenio, que a su vez, influyó a gran escala en la estructura del Universo actual.

Probablemente fueran comunes en el Universo primigenio binarias de rayos X muy masivas, y los rayos X emitidos por las sustancias integrantes de un agujero negro podrían haber dado forma al Universo con posterioridad.

Resumamos estos primeros años… primero fue el Big Bang, y durante unos tres minutos aproximadamente, todo era muy compacto y por tanto muy caliente, pero transcurrido este tiempo, se formaron los primeros protones y electrones, y durante los 17 minutos siguientes una parte de estos protones interactuaron para formar núcleos de helio hasta 20 minutos después del Big Bang, y la continua expansión del Universo lo hizo demasiado frío para mantener la núcleosíntesis. A partir de este momento, los protones, los núcleos de helio y los electrones estuvieron rebotando constituyendo un plasma muy caliente durante 380.000 años.

También había fotones, pero con pocas posibilidades de que estos fotones hicieran algo más que formarse y reabsorberse por alguna partícula adyacente en ese plasma caliente en ebullición. Pero en 380.000 años la expansión del Universo se enfrió lo suficiente para que los protones y los núcleos de helio se combinaran con los electrones para formar los primeros átomos, y súbitamente, los fotones tuvieron el espacio vacío para generar los primeros rayos de luz los cuales aún podemos detectar como radiación relicta de microondas.

Lo que siguió fue la denominada edad oscura hasta unos 500 millones de años después de Big Bang, y a partir de aquí comenzaron a formarse las primeras estrellas. Es probable que estas estrellas fueran grandes, realmente grandes puesto que los átomos de hidrógeno (y helio) ya estable y frío comenzaron a agregarse y acrecieron. Algunas de estas estrellas primigenias pudieron haber sido tan grandes que estallaron rápidamente como supernovas inestables. Otras eran sencillamente grandes y colapsaron en agujeros negros, muchas de ellas también tenían suficiente gravedad para que la explosión de supernova expulsara materia fuera de la estrella.

Y a partir de aquí comienza la historia de la reionización. Los átomos de Hidrógeno fríos y estables del medio interestelar primigenio no se mantuvieron así por mucho tiempo. En un Universo pequeño y denso de estrellas masivas, estos átomos se recalentaron rápidamente haciendo que sus electrones se disociaran y sus núcleos se convirtieran nuevamente en iones libres. Esto generó un plasma de baja densidad todavía muy caliente, pero demasiado difuso para volver a ser opaco a la luz.

Reionización es pasar de iones a átomos y otra vez a iones. La diferencia radica en que durante esta mitad de mil millones de años a partir del Big Bang, el plasma reionizado del medio interestelar fue tan difuso que se mantuvo y aún continua siendo transparente a la radiación.

Es probable que este paso de reionización quedase limitado al tamaño en el que podían crecer las nuevas estrellas, así como limitar las oportunidades de desarrollo de las nuevas galaxias, puesto que los iones excitados ya calientes son menos propensos a agregarse y extenderse que los estables átomos fríos. La reionización pudo haber contribuido a la actual distribución “grumosa” de materia bajo la que se encuentran organizadas en general las grandes galaxias de una forma discreta en vez de una diseminación de estrellas por todas partes.

Se ha sugerido que los primeros agujeros negros binarios de gran masa y de rayos X, podrían haber contribuido de manera apreciable a la reionización del Universo primigenio. Los modelos por computadora sugieren que el Universo primigenio con tendencia a formar estrellas muy masivas fuese mucho más probable que tuviera agujeros negros como remanente estelar en vez de estrellas de neutrones o enanas blancas. Además, estos agujeros negros podrían haber sido binarios en vez de entidades aisladas, (ya que las estrellas más masivas frecuentemente tienden a forman sistemas múltiples en vez de estrellas pequeñas).

Así, con un sistema binario masivo en el que uno de los constituyentes es un agujero negro, éste rápidamente comenzaría a formar un gran disco de acreción integrado por materia procedente de otra estrella. Acto seguido, este disco de acreción comenzaría a emitir fotones de alta energía, generalmente al nivel de rayos X.

Aunque el número de fotones ionizantes emitidos por un agujero negro en acreción probablemente fuera similar a la de su brillante y luminosa estrella progenitora, sería de esperar que emitiera una proporción mucho mayor de fotones de rayos X de alta energía, cuando cada uno de estos fotones podría potencialmente calentar e ionizar infinidad de átomos en su camino, en tanto que un fotón de una estrella luminosa únicamente podría reionizar uno o dos átomos.

Y esto es todo. Pero, ¿hay algo que los agujeros negros no puedan hacer?

N del T.

Ión es una partícula cargada eléctricamente y puede estar constituida por un átomo o molécula. Conceptualmente esto se puede entender como que a partir de un estado neutro de un átomo o molécula se ganen o pierdan electrones; a este fenómeno se conoce como ionización.

Fuente: Universe Today