Actualmente, los astrónomos creen que existen agujeros negros supermasivos en el centro de casi todas las galaxias del Universo. Estos agujeros negros pueden tener millones, o incluso cientos de millones de veces la masa de nuestro Sol.

A diferencia de la masa de los agujeros negros estelares, los supermasivos podrían haberse formado directamente, a partir de una nube de gas pasaron directamente a agujeros negros, saltándose completamente la etapa estelar.

Desde su descubrimiento, todavía no saben realmente los astrónomos, como lograron convertirse en agujeros negros supermasivos. Pero ahí están, en el núcleo de la mayoría de las galaxias. De hecho, las observaciones de los cuásares muestran que los agujeros negros supermasivos estuvieron presentes en el Universo primigénio, resplandeciendo a través de la radiación emitida por los agujeros negros supermasivos activos, al devorar materia.

Una posibilidad puede ser la de que estos monstruos hayan tenido unos comienzos humildes, que partiendo como estrellas masivas, pasaron a supernovas y posteriormente a agujeros negros. Es un proceso que los astrónomos entienden bastante bien. El problema con esta teoría es que, estos agujeros negros supermasivos iniciales debieron haber crecido constantemente desde su comienzo a la máxima velocidad predicha por los físicos, y como podemos observar actualmente, las galaxias pasan por etapas activas o tranquilas dependiendo de si su agujero negro consume o no, materia.

Una segunda posibilidad consiste en que estos agujeros negros se hubiesen formado directamente, atrayendo conjuntamente tanta materia que llegaron a puentear completamente la etapa estelar.

El Dr Mitchell C. Begelman profesor del Departamento de Ciencias Planetarias y Astrofísica de la Universidad de Colorado, publicó recientemente un articulo titulado Did supermassive black holes form by direct collapse? (¿Se formaron los agujeros negros supermasivos directamente por colapso ¿). En este artículo realiza una descripción de esta teoría alternativa acerca de la formación de los agujeros negros en el Universo primigenio.

Después del Big Bang, el Universo se enfrió lo suficiente para que se formaran las primeras estrellas a partir del Hidrógeno y Helio original. Esto era materia pura, no contaminada por generaciones anteriores de estrellas. Los astrónomos han calculado que estas primeras estrellas denominadas Population III (población III), habrían presentado un ritmo máximo de captación de materia para formar una estrella.

¿Pero que habría sucedido si hubiese habido mucho más gas a su alrededor? Cual habría sido el camino más allá de los límites en los que se podría haber formado una estrella.
En una estrella regular, la materia ingresa de una manera relativamente lenta, generando una masa central. Una vez que posee la masa suficiente, la estrella se enciende y se genera una presión expansiva que detiene la incorporación posterior de materia para compactarse fuertemente.

Pero el Dr. Begelman ha calculado que si la velocidad de ingreso de materia rebasa tan solo unas décimas de la masa solar por año, el núcleo de la estrella habría estado unido tan fuertemente que, la energía liberada por la fusión nuclear no sería suficiente para detener su progresiva contracción. Nunca se formaría una estrella, pasaría de una nube de Hidrógeno a una masa central fuertemente compactada y a continuación a un agujero negro.

¿Pero la pregunta es la siguiente¿ ¿Podría suceder que la materia se incorporase de una sola vez y rápidamente?, si, si que podría suceder, si algo le ayuda a hacerlo…. como la materia oscura. Según el Dr. Begelman, se podrían dar varias situaciones en las que una fuerza externa como la gravedad, podría forzar al gas a ingresar en una región central. De hecho, se ha calculado que la materia que cae en un agujero negro lo hace rápidamente, por que esa es la razón por las que los cuásares toman su energía. Pero la cuestión es, ¿puede esta labor concluir si el agujero negro no está presente o que es realmente pequeño?.

Una vez que se hayan acumulado varias masas solares de gas, el núcleo comienza a contraerse bajo la acción de su creciente masa. El objeto atraviesa por un breve periodo de fusión nuclear cuando alcanza unas 100 masas solares, pero pasa por esta fase tan rápidamente que no dispone de otra ocasión para expandirse de nuevo.

Finalmente el objeto alcanza varias miles de veces la masa solar y su temperatura ha aumentado a varios cientos de millones de grados. En este punto, la gravedad finalmente toma el control, colapsando el núcleo y adoptando el objeto la forma de un agujero negro con una masa de 10-20 veces la solar y comenzando a consumir la materia que existe a su alrededor.

A partir de este momento, el agujero negro es capaz de atraer materia adicional de forma eficaz, creciendo hasta los niveles que predice la física, creciendo finalmente, hasta lograr millones de veces la masa del Sol. Si cayese mucha materia, el incipiente agujero negro supermasivo podría comportarse como un mini-cuasar, aunque el Dr. Begelman ha dudado de si es una «quasiestrella» que brillase por la radiación emitida por la materia que rodeando al agujero negro cayera en su interior.

Y hay buenas noticias: estas quasiestrellas podrían ser detectadas mediante potentes telescopios. Sin embargo, podrían tener un corto periodo de vida, de tan solo 100 000 años. Podrían ser ligeramente perceptibles por el prometedor James Webb Space Telescope.

Fuente: Arxiv paper, por Fraser Cain en Universetoday.com

Imágenes:
http://www.universetoday.com/wp-content/uploads/2007/09/2007-0907blackhole.jpg
http://chandra.harvard.edu/photo/2002/0157/0157_composite.jpg