Un nuevo estudio teórico ha propuesto un mecanismo novedoso para la creación de agujeros negros supermasivos a partir de materia oscura. El equipo internacional encontró que en lugar de los escenarios de formación convencionales que involucran materia 'normal', En cambio, los agujeros negros supermasivos podrían formarse directamente a partir de materia oscura en regiones de alta densidad en los centros de las galaxias. El resultado tiene implicaciones clave para la cosmología en el Universo temprano, y se publica en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society .

Exactamente cómo se formaron inicialmente los agujeros negros supermasivos es uno de los mayores problemas en el estudio de la evolución de las galaxias en la actualidad. Los agujeros negros supermasivos se han observado ya 800 millones de años después del Big Bang, y no se explica cómo pudieron crecer tan rápido.

Los modelos de formación estándar involucran materia bariónica normal:los átomos y elementos que componen las estrellas, planetas y todos los objetos visibles, colapsando bajo la gravedad para formar agujeros negros, que luego crecen con el tiempo. Sin embargo, el nuevo trabajo investiga la existencia potencial de núcleos galácticos estables hechos de materia oscura, y rodeado por un halo de materia oscura diluida, descubriendo que los centros de estas estructuras podrían llegar a estar tan concentrados que también podrían colapsar en agujeros negros supermasivos una vez que se alcance un umbral crítico.

Según el modelo, esto podría haber sucedido mucho más rápido que otros mecanismos de formación propuestos, y habría permitido que se formaran agujeros negros supermasivos en el Universo temprano antes que las galaxias que habitan, contrario al entendimiento actual.

Carlos R. Argüelles, el investigador de la Universidad Nacional de La Plata e ICRANet que dirigió la investigación comenta:"Este nuevo escenario de formación puede ofrecer una explicación natural de cómo se formaron los agujeros negros supermasivos en el Universo temprano, sin requerir una formación estelar previa o la necesidad de invocar agujeros negros semilla con tasas de acreción poco realistas ".

Otra consecuencia intrigante del nuevo modelo es que la masa crítica para el colapso en un agujero negro podría no alcanzarse para los halos de materia oscura más pequeños. por ejemplo, las que rodean algunas galaxias enanas. Los autores sugieren que esto podría dejar galaxias enanas más pequeñas con un núcleo central de materia oscura en lugar del esperado agujero negro. Tal núcleo de materia oscura aún podría imitar las firmas gravitacionales de un agujero negro central convencional, mientras que el halo exterior de materia oscura también podría explicar las curvas de rotación de las galaxias observadas.

"Este modelo muestra cómo los halos de materia oscura podrían albergar densas concentraciones en sus centros, que puede desempeñar un papel crucial para ayudar a comprender la formación de agujeros negros supermasivos, ", agregó Argüelles.

"Aquí hemos demostrado por primera vez que tales distribuciones de materia oscura de núcleo y halo pueden formarse en un marco cosmológico, y permanecer estable durante toda la vida del Universo ".

Los autores esperan que más estudios arrojen más luz sobre la formación de agujeros negros supermasivos en los primeros días de nuestro Universo. así como investigar si los centros de galaxias no activas, incluida nuestra propia Vía Láctea, puede albergar estos densos núcleos de materia oscura.