El proceso de formación estaba dividido por dos etapas dijo Mitchell Begelman, profesor y director del departamento de ciencias planetarias y astrofísicas de la Universidad de Colorado en Boulder. Los predecesores en la formación de agujeros negros son las estrellas supermasivas que probablemente comenzaron a formarse dentro de las primeras etapas del Universo, tal vez hace unos 14 mil millones de años.Imagen: Concepción artística de un agujero negro supermasivo. NASA/A. Kamajian.
Una estrella supermasiva habría crecido hasta proporciones enormes -decenas de millones de veces la masa de nuestro Sol- y habrían tenido una vida corta, con su núcleo colapsando en sólo algunos millones de años.
En el estudio, que será publicado en Monthly Notices de la Sociedad Real de Astronomía en Londres, Begelman calculó cómo se han formado las estrellas supermasivas además de las masas de sus núcleos. Estos cálculos le permitieron estimar su subsecuente tamaño y evolución, incluyendo cómo habrían dejado tras de sí las "semillas" para la formación de agujeros negros.
Begelman dijo que las estrellas supermasivas que queman hidrógeno tendrían que haber estado estabilidades por su propia rotación o alguna otra forma de energía como los campos magnéticos o turbulencias para facilitar la velocidad de crecimiento de agujeros negros en sus centros. "Lo que es nuevo aquí es que pensamos que hemos encontrado un nuevo mecanismo para formar estas estrellas supermasivas gigantes, lo que nos da una nueva forma de comprneder cuán rápido se pudieron haber formado los grandes agujeros negros," dijo Begelman.
El requerimiento principal para la formación de estrellas supermasivas es la acumulación de materia a una tasa de cerca de una masa solar por año, dijo Begelman. Debido a la tremenda cantidad de material consumido por estrellas supermasivas, las condiciones posteriores que dieron lugar a agujeros negros en sus centros puedrían haber comenzado con un tamaño mucho más grande que los normales -que sólo tienen la masa de algunos Soles como el nuestro- y de esa manera crecieron mucho más rápido.
Después de la formación de las semillas de agujeros negros, el proceso entra en su segunda etapa, la cual Begelman llama la etapa "cuasi-estrella". En esta fase, los agujeros negros crecieron rápidamente al engullir materia del la nube de gas que los rodeaba, la cual aumentaba hasta el tamaño del Sistema Solar al mismo tiempo que se enfríaba.
Una vez que las "cuasi-estrellas" se enfriaron hasta pasar cierto límmite, la radiación comenzó a escaparse a una velocidad tan alta que hizo que la cubierta de gas se dispersara y dejara detrás de sí agujeros negros con más de 10.000 veces la masa de nuestro Sol, afirmó Begelman. Con semejante comienzo para agujeros negros comunes, habrían crecido hasta convertise en agujeros negros supermasivos con millones o miles de millones de veces la masa de nuestro Sol ya sea por la absorción de gas de galaxias vecinas o por la fusión con otros agujeros negros en colisiones galácticas extremadamente violentas.
La fase cuasi-estelar fue analizada en un trabajo científico presentado en 2008 por Begelman en colaboración con el profesor Phil Armitage de la Universidad de Colorado y la investigadora asociada, Elena Rossi.
"Hasta recientemente, el pensamiento de muchos ha sido que los agujeros negros supermasivos comenzaron al fusionarse con numerosos agujeros negros pequeños en el Universo," afirmó. "Este modelo de desarrollo de agujeros negros indica un camino alternativo posible para su formación."
Los agujeros negros son objetos celestes extremadamente densos y se cree que se han formado por el colapso de estrellas y que tienen un campo gravitacional tan intenso que nada, ni siquiera la luz puede escapar. Mientras que los agujeros negros no son directamente detectables por los astrónomos, el movimiento de la materia interestelar en espiral a su alrededor y la presencia de poderosos chorros de gas lanzados en lados opuestos proveen la evidencia de su existencia. Se cree que los agujeros negros comunes son los remanentes de estrellas algo más grande que nuestro Sol y que acabaron su combustible y murieron.
Los agujeros negros supermasivos creados al principio de la historia del Universo podrían haber producido el fenómeno de cuásares -los centros energéticos muy brillantes de galaxias distantes que pueden ser un billón de veces más brillantes que nuestro Sol. Tambien hay evidencia de que un agujero negro supermasivo habita el centro de cada galaxia masiva actual, incluyendo nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, dijo Begelman.
"Los agujeros negros formados a través de estas estrellas supermasivas podrían haber tenido un gran impacto en la evolución del Universo, incluyendo la formación de nuestra galaxia," afirmó. Begelman está colaborando con Marta Volonteri de la Universidad de Michigan, comparando la posible formación de agujeros negros a partir de estrellas supermasivas y cuasi-estrellas versus su creación a través de la fusión de agujeros negros comunes creados por el colapso de las estrellas más antiguas del Universo.
Más información:
Universidad de Colorado
Noticia en Astronomy.com
Fuente: Universidad de Colorado
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