¿La materia oscura es responsable del crecimiento de los agujeros negros supermasivos?

Cada galaxia lo bastante grande suele tener un agujero negro de gran masa en su centro, y cuanto más enorme sea el cuerpo galáctico, mayor será su agujero negro. Pero, ¿por qué están los dos relacionados? Después de todo, el agujero negro es millones de veces más pequeño y menos masivo que su galaxia anfitriona.

Un nuevo y minucioso análisis de galaxias elípticas proporciona nueva y reveladora información sobre la conexión entre una galaxia y su agujero negro. La conclusión más llamativa es que la “mano invisible” de la materia oscura influye de alguna forma en el crecimiento del agujero negro.

La investigación llevada a cabo por Andy Goulding, de la Universidad de Princeton, y Akos Bogdan, del Centro para la Astrofísica (CfA) en Cambridge, Massachusetts, gestionado conjuntamente por la Universidad de Harvard y el Instituto Smithsoniano, todas estas entidades en Estados Unidos, refuerza la sospecha de que hay una misteriosa conexión entre la cantidad de materia oscura que tenga una galaxia y el tamaño de su agujero negro central, a pesar de que ambos operen a escalas enormemente diferentes.

Esta nueva investigación fue diseñada para abordar una importante controversia en este campo. Observaciones anteriores habían encontrado una relación entre la masa del agujero negro central y la masa total de las estrellas en las galaxias elípticas. Sin embargo, estudios más recientes sugirieron una correlación estrecha entre la masa del agujero negro y la del halo de materia oscura de la galaxia. Ante esta discrepancia, no estaba claro qué relación dominaba.

En nuestro universo, la materia oscura sobrepasa a la materia normal (la materia convencional que vemos a nuestro alrededor) por un factor de 6 a 1. Que la materia oscura existe es algo que solo sabemos por los efectos gravitatorios que ejerce sobre la materia normal. Mantiene compactos a las galaxias y a los cúmulos de galaxias. Cada galaxia está rodeada por un halo de materia oscura que pesa tanto como un billón de soles y que se extiende hasta distancias de cientos de miles de años-luz.

Esta ilustración muestra dos galaxias espirales, ambas con agujeros negros en sus centros, a punto de colisionar y fusionarse una con la otra, formando así una galaxia elíptica. La nueva investigación indica que los halos de materia oscura de las galaxias influyen en estas fusiones y en el consecuente crecimiento de los agujeros negros supermasivos. (Imagen: NASA/CXC/M.Weiss)

Para investigar la conexión entre los halos de materia oscura y los agujeros negros supermasivos, Bogdan y Goulding estudiaron más de 3.000 galaxias elípticas. Hallaron una clara relación entre la masa del halo de materia oscura y la masa del agujero negro, una relación más fuerte que la existente solo entre un agujero negro y las estrellas de su galaxia.

La conexión con la materia oscura está probablemente relacionada con la manera en que, al parecer, crecen las galaxias elípticas. En la inmensa mayoría de casos, una galaxia elíptica se forma cuando se fusionan galaxias más pequeñas, con las estrellas y la materia oscura de cada una reuniéndose y entremezclándose. Dado que la materia oscura supera a todo lo demás, moldea a la recién formada galaxia elíptica y guía el crecimiento del agujero negro central.

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