27 Sept Madrid (EUROPA PRESS) -.
Un consorcio internacional de astrónomos ha logrado desentrañar los complejos mecanismos de formación de los esquivos agujeros negros de masa intermedia.
Los agujeros negros de masa intermedia podrían representar un eslabón entre sus parientes más pequeños, los agujeros negros estelares, y los agujeros negros supermasivos del centro de las galaxias.
Los resultados son fruto del proyecto de simulación DRAGON-II, dirigido por el Instituto Científico Italiano Gran Sasso (GSSI). Los científicos que participaron en el estudio calcularon las complejas interacciones entre estrellas, agujeros negros estelares y procesos físicos dentro de cúmulos estelares densos, demostrando que en tales entornos pueden darse agujeros negros de hasta varios cientos de masas solares.
La búsqueda de agujeros negros de masa intermedia (IMBH) y la comprensión de su origen siguen siendo un misterio. Los agujeros negros de masa intermedia, si existen, pueden servir de enlace entre los extremos de los agujeros negros. En los agujeros negros de baja masa se han observado agujeros negros estelares como restos de explosiones de supernovas de estrellas masivas.
En el centro de las galaxias, en cambio, hay agujeros negros con masas que oscilan entre millones y miles de millones de veces la del Sol. La formación y crecimiento de tales objetos sigue siendo un misterio fascinante para la astronomía moderna, sobre todo porque no hay pruebas irrefutables que apoyen la existencia de los agujeros negros. Los astrónomos esperan encontrar agujeros negros en cúmulos estelares densos.
Observar agujeros negros de masa intermedia es todo un reto”, explica en un comunicado Manuel Arca Sedda, del GSSI y autor principal de un trabajo de investigación publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Con los límites actuales de observación, no se puede decir nada sobre la población de agujeros negros de masa intermedia, que se sitúan entre 1.000 y 10.000 masas solares”.
Para superar esta carencia, un equipo internacional dirigido por Alka Sedda trabajó en una innovadora serie de simulaciones numéricas de alta resolución de cúmulos estelares conocida como la base de datos DRAGON-II del grupo. Como resultado de este esfuerzo, los astrónomos descubrieron posibles vías para la formación de agujeros negros de masa intermedia dentro de cúmulos estelares jóvenes, densamente poblados y masivos.
Esta innovadora simulación requirió el cálculo de una compleja secuencia de interacciones entre estrellas individuales y estrellas binarias normales, que desencadenaron colisiones y la formación de estrellas cada vez más masivas que acabaron evolucionando hasta convertirse en IMBH. En esa fase, estos agujeros negros podrían seguir incorporando estrellas masivas y más agujeros negros, creciendo hasta alcanzar cientos de masas solares. Sin embargo, resulta que ninguno de los dos caminos conduce a agujeros negros de masa intermedia. En su lugar, los astrónomos descubrieron interacciones complejas y fenómenos de fusión.
La proporción de estrellas binarias oscila entre el 10% y el 30%. Los cúmulos simulados reflejan fielmente los cúmulos reales observados en la Vía Láctea, las Nubes de Magallanes y varias galaxias de nuestro universo local”, afirma Kamra.
El seguimiento del destino posterior de los agujeros negros de masa intermedia en estas simulaciones ha identificado un periodo turbulento caracterizado por interacciones activas con otras estrellas y agujeros negros estelares.
Esta expulsión limita efectivamente el crecimiento ulterior del agujero negro. La modelización computacional revela que las semillas IMBH surgen de forma natural a partir de interacciones estelares energéticas dentro de cúmulos, pero que su tendencia a alcanzar masas superiores a unos cientos de masas solares depende de la densidad y masa excepcionales de su entorno.
Sin embargo, sigue sin resolverse un misterio científico fundamental: si los agujeros negros de masa intermedia actúan como el eslabón perdido entre las estrellas pequeñas y los agujeros negros masivos supermasivos. Aunque esta cuestión sigue sin resolverse por ahora, esta investigación ha abierto la puerta a la especulación.
Se trata de uno o varios procesos que podrían formar un agujero negro de masa intermedia y la posibilidad de mantenerlo en un entorno anfitrión”. El estudio impone estrictas restricciones al primer elemento y describe claramente qué procesos podrían contribuir a la formación de los IMBH.
La consideración de cúmulos más masivos que contengan más estrellas binarias podría ayudar a obtener el segundo elemento en el futuro.
