El eslabón perdido: ¿dónde están los agujeros negros de tamaño medio?
Mientras que los agujeros negros con las masas de algunos soles y los con las masas de millones de soles existen, los científicos han sido perplejos de ver pocos con las masas entre esos dos extremos. Un nuevo trabajo puede sugerir una razón por la cual. Crédito de a imagen: Ute Kraus/Wikipedia, CC BY-S
Por Charles Q. Choi, para Live Science Junio 24 de 2017
Durante décadas, mientras que los astrónomos han detectado agujeros negros iguales en masa ya sea a unos pocos soles oa millones de soles, los agujeros negros de los eslabones perdidos entre ellos han escapado al descubrimiento. Ahora, un nuevo estudio sugiere que tales agujeros negros de masa intermedia pueden no existir en el universo moderno debido a la velocidad a la que crecen los agujeros negros.
Los científicos piensan que los agujeros negros de masa estelar -hasta unas pocas veces la masa del sol- se forman cuando las estrellas gigantes mueren y se derrumban sobre sí mismas. Con los años, los astrónomos han detectado una serie de agujeros negros de masa estelar en el universo cercano, y en 2010, los investigadores detectaron el primer agujero negro fuera del grupo local de galaxias cercanas conocido como el Grupo Local.
Tan grandes como los agujeros negros de masa estelar pueden parecer, son diminutos en comparación con los así llamados agujeros negros supermasivos que son millones o billones de veces la masa del sol, que forman los corazones de la mayoría de las galaxias, si no todas. Los agujeros negros supermasivos más antiguos encontrados hasta la fecha incluyen uno que se encontró en 2015 -con una masa de alrededor de 12 mil millones de masas solares- que existía cuando el universo tenía sólo 875 millones de años. Este hallazgo y otros sugieren que muchos agujeros negros nacieron en los albores del tiempo, cuando el universo era más pequeño y la materia estaba más concentrada, facilitando su formación y crecimiento.
Mucho permanece incierto sobre cómo los agujeros negros alcanzan circunferencia supermassive e influyen el universo alrededor de ellos. Como tal, los astrónomos quieren analizar los agujeros negros de masa intermedia de alrededor de 100 a 10.000 masas solares que esperan servirían como las etapas intermedias entre la masa estelar y los agujeros negros supermasivos.
Sin embargo, mientras los astrónomos han descubierto una serie de posibles agujeros negros de masa intermedia, la evidencia sigue siendo inconclusa, dijeron los astrofísicos Tal Alexander en el Instituto Weizmann de Ciencias en Rehovot, Israel y Ben Bar-Or en el Instituto de Estudios Avanzados en Princeton, New Jersey.
Ahora, estos investigadores sugieren que la escasez de estos eslabones perdidos puede deberse a la velocidad a la que pueden crecer los agujeros negros. Ellos detallaron sus hallazgos en línea el 19 de junio en la revista Nature Astronomy.
En los últimos años, los científicos han descubierto una docena de casos de agujeros negros que devoran estrellas. Si los agujeros negros crecían únicamente consumiendo estrellas y objetos densos y compactos como enanas blancas y estrellas de neutrones en lugar de, digamos, nubes gigantes de gas o materia oscura, los investigadores estimaron que los agujeros negros crecerían todavía a una velocidad relativamente constante de una energía solar Masa por 10.000 años. (Si pudieran comer gas o materia oscura, podrían crecer aún más rápido, pero los datos relativos a estos materiales en el universo primitivo están más abiertos a la duda).
Aunque una masa solar por 10.000 años puede no parecer especialmente rápida, significa que incluso un agujero negro de masa estelar podría crecer completamente más allá de la etapa de masa intermedia después de 10 mil millones de años. En comparación, el universo tiene unos 13,8 mil millones de años.
Estos hallazgos sugieren que las semillas de agujeros negros supermasivos "se crearon bastante temprano en las galaxias, cuando las cosas eran más densas", dijo Bar-Or a Space.com. Estas semillas ya superaron la etapa de masa intermedia en unos 1.600 millones a 2.200 millones de años después del Big Bang - "algunos o incluso la mayoría de los agujeros negros pueden haber superado el umbral de masa de los agujeros negros supermasivos incluso antes", dijo Alexander a Space.com .
Aunque los investigadores dijeron que los agujeros negros de masa intermedia pueden existir hoy en día en áreas densas como los cúmulos globulares de estrellas, siguen siendo difíciles de identificar debido a que la luz producida por los objetos que caen en ellos no es espectacular y hay otros objetos Que puede producirlo ", dijo Alexander.
En cambio, "la última manera de encontrar e identificar los agujeros negros de masa intermedia no es por la emisión de luz, sino por la emisión de ondas gravitatorias", dijo Alexander. Las ondas gravitacionales son ondulaciones en el espacio y el tiempo de la tela, y la misión de la Antena Espacial del Interferómetro Láser Evolutivo (ELISA) actualmente planeada para 2034 podría detectar ondas gravitatorias generadas "cuando dos agujeros negros de masa intermedia se unen", dijo Alexander.
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Mientras que los agujeros negros con las masas de algunos soles y los con las masas de millones de soles existen, los científicos han sido perplejos de ver pocos con las masas entre esos dos extremos. Un nuevo trabajo puede sugerir una razón por la cual. Crédito de a imagen: Ute Kraus/Wikipedia, CC BY-S
Por Charles Q. Choi, para Live Science Junio 24 de 2017
Durante décadas, mientras que los astrónomos han detectado agujeros negros iguales en masa ya sea a unos pocos soles oa millones de soles, los agujeros negros de los eslabones perdidos entre ellos han escapado al descubrimiento. Ahora, un nuevo estudio sugiere que tales agujeros negros de masa intermedia pueden no existir en el universo moderno debido a la velocidad a la que crecen los agujeros negros.
Los científicos piensan que los agujeros negros de masa estelar -hasta unas pocas veces la masa del sol- se forman cuando las estrellas gigantes mueren y se derrumban sobre sí mismas. Con los años, los astrónomos han detectado una serie de agujeros negros de masa estelar en el universo cercano, y en 2010, los investigadores detectaron el primer agujero negro fuera del grupo local de galaxias cercanas conocido como el Grupo Local.
Tan grandes como los agujeros negros de masa estelar pueden parecer, son diminutos en comparación con los así llamados agujeros negros supermasivos que son millones o billones de veces la masa del sol, que forman los corazones de la mayoría de las galaxias, si no todas. Los agujeros negros supermasivos más antiguos encontrados hasta la fecha incluyen uno que se encontró en 2015 -con una masa de alrededor de 12 mil millones de masas solares- que existía cuando el universo tenía sólo 875 millones de años. Este hallazgo y otros sugieren que muchos agujeros negros nacieron en los albores del tiempo, cuando el universo era más pequeño y la materia estaba más concentrada, facilitando su formación y crecimiento.
Mucho permanece incierto sobre cómo los agujeros negros alcanzan circunferencia supermassive e influyen el universo alrededor de ellos. Como tal, los astrónomos quieren analizar los agujeros negros de masa intermedia de alrededor de 100 a 10.000 masas solares que esperan servirían como las etapas intermedias entre la masa estelar y los agujeros negros supermasivos.
Sin embargo, mientras los astrónomos han descubierto una serie de posibles agujeros negros de masa intermedia, la evidencia sigue siendo inconclusa, dijeron los astrofísicos Tal Alexander en el Instituto Weizmann de Ciencias en Rehovot, Israel y Ben Bar-Or en el Instituto de Estudios Avanzados en Princeton, New Jersey.
Ahora, estos investigadores sugieren que la escasez de estos eslabones perdidos puede deberse a la velocidad a la que pueden crecer los agujeros negros. Ellos detallaron sus hallazgos en línea el 19 de junio en la revista Nature Astronomy.
En los últimos años, los científicos han descubierto una docena de casos de agujeros negros que devoran estrellas. Si los agujeros negros crecían únicamente consumiendo estrellas y objetos densos y compactos como enanas blancas y estrellas de neutrones en lugar de, digamos, nubes gigantes de gas o materia oscura, los investigadores estimaron que los agujeros negros crecerían todavía a una velocidad relativamente constante de una energía solar Masa por 10.000 años. (Si pudieran comer gas o materia oscura, podrían crecer aún más rápido, pero los datos relativos a estos materiales en el universo primitivo están más abiertos a la duda).
Aunque una masa solar por 10.000 años puede no parecer especialmente rápida, significa que incluso un agujero negro de masa estelar podría crecer completamente más allá de la etapa de masa intermedia después de 10 mil millones de años. En comparación, el universo tiene unos 13,8 mil millones de años.
Estos hallazgos sugieren que las semillas de agujeros negros supermasivos "se crearon bastante temprano en las galaxias, cuando las cosas eran más densas", dijo Bar-Or a Space.com. Estas semillas ya superaron la etapa de masa intermedia en unos 1.600 millones a 2.200 millones de años después del Big Bang - "algunos o incluso la mayoría de los agujeros negros pueden haber superado el umbral de masa de los agujeros negros supermasivos incluso antes", dijo Alexander a Space.com .
Aunque los investigadores dijeron que los agujeros negros de masa intermedia pueden existir hoy en día en áreas densas como los cúmulos globulares de estrellas, siguen siendo difíciles de identificar debido a que la luz producida por los objetos que caen en ellos no es espectacular y hay otros objetos Que puede producirlo ", dijo Alexander.
En cambio, "la última manera de encontrar e identificar los agujeros negros de masa intermedia no es por la emisión de luz, sino por la emisión de ondas gravitatorias", dijo Alexander. Las ondas gravitacionales son ondulaciones en el espacio y el tiempo de la tela, y la misión de la Antena Espacial del Interferómetro Láser Evolutivo (ELISA) actualmente planeada para 2034 podría detectar ondas gravitatorias generadas "cuando dos agujeros negros de masa intermedia se unen", dijo Alexander.
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