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Miércoles, 5 septiembre 2012
Astrofísica

El modo más probable de formación de un agujero negro de masa mediana

Un nuevo modelo teórico muestra cómo un agujero negro de una clase muy poco detectada puede ser formado en el gas que rodea a los agujeros negros del tipo más masivo.

Unos científicos del Museo Americano de Historia Natural en Nueva York, la Universidad de la Ciudad de Nueva York, el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, así como el Centro para la Astrofísica (CfA) en Cambridge, Massachusetts, gestionado conjuntamente por la Universidad de Harvard y el Instituto Smithsoniano, proponen que los agujeros negros de masa intermedia pueden crecer en los discos de gas existentes alrededor de los agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias. El mecanismo físico que debe permitir la formación de agujeros de masa mediana se parece en algunos aspectos al modelo que los astrofísicos utilizan para describir el crecimiento de los planetas gigantes en los discos de gas que rodean a algunas estrellas.

Los agujeros negros medianos tienen masas de entre cientos y muchos miles de veces la masa del Sol.

El nacimiento de un agujero negro mediano comienza con la muerte de una estrella que forma un agujero negro estelar o de baja masa. A fin de que esta "semilla" crezca, debe chocar con otras estrellas muertas o vivas, y consumirlas. Pero, a pesar de que hay muchos miles de millones de estrellas en las galaxias grandes, hay una mayor proporción de espacio vacío, por lo que las colisiones de esa clase por fuerza han de ser muy infrecuentes.

El nuevo modelo desarrollado por el equipo de Saavik Ford, del Departamento de Astrofísica del citado museo, sugiere que las búsquedas anteriores de agujeros negros medianos, quizá se enfocaron hacia un terreno inapropiado para su formación.

Se tendía a creer que los cúmulos de estrellas podían ser un buen sitio para la existencia de agujeros negros de masa mediana, pero los objetos en tales cúmulos se mueven con notable rapidez y no hay gas que pueda perturbar o enlentecer sus trayectorias, por lo que las posibilidades de una colisión son escasas.

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En cambio, el nuevo mecanismo ahora propuesto se concentra en los núcleos galácticos activos, los centros de galaxias constituidos por agujeros negros supermasivos rodeados de materia muy brillante y caliente. El gas en este sistema es la clave, reduciendo la velocidad de las estrellas y ajustándolas a una órbita circular. En tales condiciones, las probabilidades de colisión son mucho mayores.

Las colisiones resultantes de esta situación permiten que un agujero negro de masa estelar devore estrellas y crezca. El tamaño del agujero negro y su fuerza gravitacional aumentan a medida que lo hace su masa, lo que a su vez incrementa sus posibilidades de más colisiones de astros desviados hacia él por acción de su campo gravitacional. Este fenómeno puede conducir a la creación de un agujero negro de masa intermedia.

En la investigación también han trabajado Barry McKernan de la Universidad de la Ciudad de Nueva York, Mordecai-Mark Mac Low del departamento de astrofísica en el Museo Americano de Historia Natural, Wladimir Lyra del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, y Hagai Perets del Centro para la Astrofísica (CfA).



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