La formación de agujeros negros supermasivos (SMBH) en el universo temprano ha sido siempre un misterio para ciencia. Sin embargo, una nueva investigación dirigida por científicos de la Universidad de Riverside (Estados Unidos) y publicada en la revista The Astrophysical Journal Letters, ha arrojado algo de luz, sugiriendo que estos pudieron ser producidos por el colapso de halos de materia oscura.

Las observaciones astrofísicas realizadas en los últimos años han detectado la presencia de mil millones de agujeros negros supermasivos de masa solare desde que el universo tenía solo el 6% de su edad actual, estimada en 13.700 millones de años. Que se formaran en periodos tan tempranos “rompe con las expectativas generales” sobre el comportamiento de un “agujero negro semilla y su velocidad de crecimiento”, explica en un comunicado el profesor Hai-Bo Yu, coautor del estudio. Así, precisa que “los físicos están desconcertados con el motivo por el que los agujeros negros supermasivos en el universo temprano, que se encuentran en las regiones centrales de los halos de materia oscura, crecen tan masivamente en poco tiempo”.

Un agujero negro semilla es un agujero negro en su etapa inicial, similar a la etapa del bebé en la vida de un ser humano. Y Yu plantea varias posibilidades para su comportamiento: “El agujero negro semilla, o ‘bebé’, es mucho más masivo o crece mucho más rápido de lo que pensábamos, o ambas cosas. La pregunta que surge entonces es: ¿cuáles son los mecanismos físicos para producir un agujero negro semilla suficientemente masivo o lograr una tasa de crecimiento lo suficientemente rápida?”.

Colapso gravotérmico

En este sentido los investigadores insinúan que la formación de estos fenómenos supermasivos del universo primitivo fue provocada por el colapso de halos de materia obscura, que es el halo de materia invisible que rodea una galaxia o un cúmulo de galaxias. Aunque nunca se ha detectado materia oscura en los laboratorios, los físicos aún confían en que existe esta misteriosa materia que constituye el 85% de la materia del universo.

“Se necesita tiempo para que los agujeros negros se vuelvan masivos mediante la acumulación de materia circundante”, añade el coautor Yi-Ming Zhong, investigador postdoctoral en el Instituto Kavli de Física Cosmológica de la Universidad de Chicago. “Nuestro artículo muestra que, si la materia oscura tiene auto-interacciones, entonces el colapso gravotérmico de un halo puede conducir a un agujero negro semilla lo suficientemente masivo” como para crecer a velocidades muy superiores al resto.