Un estudio reciente sugiere la posible existencia de "agujeros negros tremendamente grandes" o SLABS, incluso más grandes que los agujeros negros supermasivos ya observados en los centros de las galaxias.
La investigación, dirigida por el profesor emérito de Queen Mary Bernard Carr en la Escuela de Física y Astronomía, junto con F. Kühnel (Münich) y L. Visinelli (Frascati), indaga cómo estos agujeros negros podrían formarse y los posibles límites de su tamaño.
Si bien hay evidencia de la existencia de agujeros negros supermasivos (SMBH) en los núcleos galácticos, con masas de un millón a diez mil millones de veces la del Sol, estudios previos han sugerido un límite superior para su tamaño debido a nuestra visión actual sobre cómo tales los agujeros negros se forman y crecen.
La existencia de SLABS incluso más grande que esto podría proporcionar a los investigadores una poderosa herramienta para pruebas cosmológicas y mejorar nuestra comprensión del universo primitivo.
Desafiando las ideas existentes
Se ha pensado ampliamente que los SMBH se forman dentro de una galaxia anfitriona y crecen hasta alcanzar grandes tamaños al tragar estrellas y gas de su entorno o fusionarse con otros agujeros negros. En este caso, hay un límite superior, algo por encima de diez mil millones de masas solares, en su masa.
En este estudio, los investigadores proponen otra posibilidad de cómo podrían formarse las SMBH, que podría evadir este límite. Sugieren que tales SLABS podrían ser "primordiales", formándose en el Universo temprano y mucho antes que las galaxias.
Como los agujeros negros 'primordiales' no se forman a partir de una estrella que colapsa, podrían tener una amplia gama de masas, incluidas muy pequeñas y tremendamente grandes.
El profesor Bernard Carr dijo: "Ya sabemos que los agujeros negros existen en una gama amplia de masas, con un SMBH de cuatro millones de masas solares que residen en el centro de nuestra propia galaxia. Aunque actualmente no hay evidencia de la existencia de SLABS, es concebible que puedan existir y también podrían residir fuera de las galaxias en el espacio intergaláctico, con interesantes consecuencias de observación. Sin embargo, sorprendentemente, la idea de SLABS se ha descuidado en gran medida hasta ahora".
"Hemos propuesto opciones sobre cómo podrían formarse estas BPAU y esperamos que nuestro trabajo comience a motivar discusiones entre la comunidad".
Entendiendo la materia oscura
Se cree que la materia oscura constituye alrededor del 80 por ciento de la masa ordinaria del Universo. Si bien no podemos verlo, los investigadores creen que la materia oscura existe debido a sus efectos gravitacionales sobre la materia visible, como las estrellas y las galaxias. Sin embargo, todavía no sabemos qué es la materia oscura.
Los agujeros negros primordiales son uno de los candidatos potenciales. La idea de su existencia se remonta a la década de 1970, cuando el profesor Carr y el profesor Stephen Hawking sugirieron que en los primeros momentos del Universo las fluctuaciones en su densidad podrían haber dado lugar a que algunas regiones colapsaran en agujeros negros.
"Las BPAU por sí mismas no podrían proporcionar la materia oscura", dijo el profesor Carr, "pero si existen, tendría importantes implicaciones para el Universo temprano y haría plausible que los agujeros negros primordiales más ligeros pudieran hacerlo".
Más información: Bernard Carr et al. Constraints on stupendously large black holes, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2020). DOI: 10.1093/mnras/staa3651
Nota original: Queen Mary, University of London