Misteriosa ausencia de agujeros negros en casos de supernova en los que deberían haberse creado

En teoría, los agujeros negros creados por el hundimiento sobre sí mismos de sus respectivos núcleos en el marco de una explosión de tipo supernova pueden tener masas de hasta unas cien veces la del Sol. Sin embargo, a medida que las observaciones astronómicas de las últimas décadas han ido catalogando más y más agujeros negros formados directamente por este proceso, se ha hecho evidente que los que tienen una masa de más de 45 veces la del Sol son anormalmente escasos.

Al final de sus vidas, la mayoría de las estrellas masivas estallan se derrumban sobre sí mismas, sufriendo una compactación colosal de su núcleo y dispersando el resto de su estructura en una explosión  de supernova.

La compresión del núcleo es tan grande que este se convierte en un agujero negro, un objeto con una gravedad tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar de él.

Presumiblemente, las estrellas más masivas del universo deberían producir los agujeros negros de masa estelar (masa similar a la de una estrella) más masivos. Sin embargo, algunas estrellas muy masivas se calientan tanto que explotan en una clase de supernova tan intensa que destruye la estrella por completo, sin dejar ningún núcleo que pueda compactarse para formar un agujero negro.

En un nuevo estudio, se ha llegado a la conclusión de que eso no solo les ocurre a las estrellas más masivas del universo sino también a otras algo menos masivas que, de otro modo, generarían agujeros negros con masas de más de 45 veces la del Sol pero bastante inferiores a 100 veces la masa solar.

Recreación artística de una supernova (en primer plano), fenómeno que puede formar agujeros negros pero solo de hasta 45 masas solares según el nuevo estudio, y de un par de agujeros negros que acabarán fusionándose (detrás), fenómeno que según el estudio es el que crea a los agujeros negros con más de 45 masas solares. (Imagen: Carl Knox / OzGrav / Swinburne University of Technology)

El estudio lo ha llevado a cabo un equipo integrado, entre otros, por Maya Fishbach, Amanda Farah y Aditya Vijaykumar, del Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica (CITA), y Hui Tong, de la Universidad Monash en Australia y del Centro de Excelencia para el Descubrimiento de Ondas Gravitacionales (OzGrav). Esta última institución depende del Consejo de Investigación Australiano (ARC, por sus siglas en inglés) y de la Universidad Tecnológica de Swinburne en Australia.

Los resultados del estudio sugieren que los agujeros negros con masas por encima de 45 masas solares son producto de fusiones entre agujeros negros formados anteriormente en colapsos con supernova, en vez de crearse directamente en el colapso de estrellas moribundas muy masivas. El hecho de que las fusiones entre agujeros negros sean bastante menos frecuentes que las supernovas explica por qué hay tan pocos agujeros negros de masa estelar con masas mayores de 45 veces la del Sol.

El estudio se titula “Evidence of the pair-instability gap from black-hole masses”. Y se ha publicado en la revista académica Nature. (Fuente: NCYT de Amazings)