¿Cómo se forman los agujeros negros en el universo?

(Dan Tri) - Los agujeros negros son gigantes con masas millones o miles de millones de veces mayores que la de nuestro Sol. Crean fuerzas gravitatorias tan intensas que ni siquiera la luz puede escapar de ellas.

Simulación de un agujero negro supermasivo (Ilustración: Adobe).

En el centro de la mayoría de las galaxias se oculta un gigante cósmico: un agujero negro supermasivo. Estos misteriosos objetos, con masas millones o miles de millones de veces mayores que la de nuestro Sol, ejercen una atracción gravitatoria tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar.

Los agujeros negros son tan masivos que dan forma a las galaxias que los rodean. Influyen en la formación estelar, la evolución de las galaxias e incluso en los movimientos de cúmulos estelares enteros.

Nuestra Vía Láctea no es una excepción. En su centro se encuentra Sagitario A*, un agujero negro supermasivo con una masa equivalente a la de cuatro millones de soles. Si bien estos agujeros negros son cruciales para la existencia de las galaxias, aún desconocemos con certeza cómo se forman.

Sin embargo, un nuevo estudio del modelo Pop III.1, dirigido por el astrofísico teórico Jonathan Tan de la Universidad de Virginia, aborda este desconcertante problema con una perspectiva novedosa.

El profesor Tan se basa en décadas de investigación para sentar las bases de una nueva teoría que podría explicar cómo se formaron estos gigantescos cuerpos cósmicos.

Según las investigaciones realizadas por él y sus colegas, el colapso de la primera generación de estrellas, también conocidas como protoestrellas, puede haber dado lugar a la formación de agujeros negros supermasivos.

Modelo Pop III.1

Las estrellas formadas a partir de hidrógeno y helio primordiales se llaman estrellas Pop III (Ilustración: Espacio).

En el universo primitivo, mucho antes de que aparecieran las galaxias y los planetas, nació la primera generación de estrellas. Estas estrellas, formadas a partir de hidrógeno y helio primordiales, fueron denominadas estrellas de Población III por los astrofísicos.

El modelo Pop III.1, desarrollado por el profesor Jonathan Tan, describe estrellas que se formaron en entornos sin la presencia de elementos más pesados. Sin carbono, oxígeno ni metales pesados ​​que regularan el proceso de enfriamiento, estas primeras estrellas podrían haber alcanzado masas extremadamente altas.

Imagina estrellas cientos de veces más masivas que nuestro Sol. Su enorme tamaño les confiere una vida útil corta, colapsando rápidamente para formar los primeros agujeros negros.

Estos agujeros negros primordiales, remanentes de estrellas de Población III, actúan como semillas para el crecimiento de agujeros negros gigantes. Con el tiempo, crecen hasta convertirse en los agujeros negros supermasivos que observamos en los centros de las galaxias. Los científicos incluso han descubierto un agujero negro supermasivo con una masa 36 mil millones de veces mayor que la del Sol.

Las estrellas de Población III.1 también desempeñaron un papel clave en la configuración del universo primitivo. Su potente radiación ionizó el hidrógeno gaseoso circundante, iniciando la reionización del universo.

Fue un momento crucial en el que el universo cambió su estructura y equilibrio energético. El resultado fue una repentina iluminación cósmica, conocida como «destello» en círculos astronómicos.

La doble influencia de las estrellas de Población III.1 las hace importantes para comprender los comienzos de la estructura cósmica.

Desafíos y alternativas

El modelo Pop III.1 todavía se considera una teoría científicamente aceptada (Ilustración: Espacio).

Además de explicar la formación de agujeros negros supermasivos, la teoría Pop III.1 también aborda varios problemas importantes sin resolver en cosmología.

Estos problemas incluyen la "tensión de Hubble", el debate sobre la energía oscura dinámica y también anomalías relacionadas con las masas de los neutrinos.

Al vincular las primeras estrellas y sus restos de agujeros negros con la evolución a gran escala del universo, el modelo del profesor Tan ofrece una perspectiva única que podría ayudar a desentrañar muchos misterios.

Sin embargo, el escenario de Población III.1 no es la única idea. Otras teorías sugieren que los agujeros negros primordiales se formaron directamente a partir de fluctuaciones de densidad en los primeros segundos posteriores al Big Bang.

Estos agujeros negros podrían ser los orígenes de agujeros negros supermasivos. Otra hipótesis apunta al colapso directo de nubes gigantes de gas que no forman estrellas.

Cada teoría propone un mecanismo diferente, todos ellos destinados a explicar los misterios del universo.

Las predicciones del modelo Población III.1 sobre la ionización del universo primitivo también se ven cuestionadas. Las restricciones observacionales sobre el fondo cósmico de microondas, en particular el efecto dinámico Sunyaev-Zeldovich, sugieren que la magnitud y el momento de la reionización podrían ser difíciles de conciliar.

Sin embargo, el modelo Pop III.1 todavía se considera una teoría convincente, que continúa alimentando el debate sobre cómo se formó una de las primeras estructuras del universo.

Fuente: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/ho-den-trong-vu-tru-hinh-thanh-nhu-the-nao-20250923030226135.htm