Esta imagen simulada por computadora muestra un agujero negro supermasivo en el núcleo de una galaxia. La región negra en el centro representa el horizonte de eventos del agujero negro, donde ninguna luz puede escapar del agarre gravitacional del objeto masivo. La poderosa gravedad del agujero negro distorsiona el espacio a su alrededor como un espejo de la casa de la diversión. La luz de las estrellas de fondo se estira y difumina a medida que las estrellas pasan rozando el agujero negro. Crédito:NASA, ESA, y D. Coe, J. Anderson, y R. van der Marel (STScI)
Un equipo interdisciplinario de físicos y astrónomos del Centro de Excelencia GRAPPA de Gravitación y Física de Astropartículas de la Universidad de Amsterdam ha ideado una nueva estrategia para buscar agujeros negros 'primordiales' producidos en el universo temprano. Estos agujeros negros son posiblemente responsables de los eventos de ondas gravitacionales observados por el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser.
En un papel que apareció en Cartas de revisión física esta semana, los investigadores muestran específicamente que la falta de fuentes de radio y rayos X brillantes en el centro de nuestra galaxia desfavorece fuertemente la posibilidad de que estos objetos constituyan toda la misteriosa materia oscura del universo.
La existencia de agujeros negros decenas de veces más masivos que nuestro Sol fue confirmada recientemente por la observación de ondas gravitacionales. producido por la fusión de pares de agujeros negros masivos, con el interferómetro LIGO. El origen de estos objetos no está claro, pero una posibilidad interesante es que se originaron en el universo muy temprano, poco después del Big Bang. Se ha sugerido que estos agujeros negros 'primordiales' pueden constituir toda la materia oscura del universo, la sustancia misteriosa que parece impregnar todas las estructuras astrofísicas y cosmológicas, y eso es fundamentalmente diferente de la materia hecha de átomos con la que estamos familiarizados.
Un equipo interdisciplinario de físicos y astrónomos de UvA propuso buscar agujeros negros primordiales en nuestra galaxia mediante el estudio de la emisión de rayos X y radio que estos objetos producirían a medida que deambulan por la galaxia y acumulan gas del medio interestelar. Los investigadores han demostrado que la posibilidad de que estos objetos constituyan toda la materia oscura de la galaxia está fuertemente desfavorecida por la falta de fuentes brillantes observadas en el centro galáctico.
'Nuestros resultados se basan en un modelo realista de la acumulación de gas en los agujeros negros, y de la radiación que emiten, que es compatible con las observaciones astronómicas actuales. Estos resultados son robustos frente a las incertidumbres astrofísicas ', dice Riley Connors, Estudiante de doctorado en la UvA y experto en astrofísica de agujeros negros. 'Lo que es aún más interesante', agrega Daniele Gaggero, primer autor de la publicación, 'es que con los futuros telescopios de radio y rayos X más sensibles, nuestra estrategia de búsqueda propuesta puede permitirnos descubrir una población de agujeros negros primordiales en nuestra galaxia, incluso si su contribución a la materia oscura es pequeña '.
'Una implementación convincente de nuestra idea original fue posible gracias al esfuerzo colectivo de un equipo interdisciplinario de científicos en el Centro de Excelencia GRAPPA para la Física de Astropartículas', dice Gianfranco Bertone, Portavoz de GRAPPA. Esto incluye a los teóricos que estudian la materia oscura y la formación de agujeros negros, astrofísicos modelando el proceso de acreción subsiguiente, y astrónomos que trabajan en observaciones de radio y rayos X ».
Se espera que los nuevos hallazgos arrojen luz sobre la formación y el origen de los agujeros negros primordiales, así como de los agujeros negros astrofísicos estándar que se forman cuando las estrellas colapsan.
