¿La materia oscura está hecha de agujeros negros del Universo temprano?

Imagen del Telescopio Espacial Hubble de la NASA que muestra la distribución de la materia oscura en el centro del cúmulo de galaxias gigantes Abell 1689. /NASA

Alrededor del 84% de la materia en el cosmos es materia oscura, en gran parte ubicada en halos alrededor de las galaxias. Cuando se descubrió, en el siglo XX, se le denominó materia oscura porque no emite luz, pero su nombre también señala su naturaleza misteriosa: no está compuesta de átomos o sus constituyentes habituales, como electrones y protones. Ahora, científicos del Centro Smithsoniano de Astrofísica de Harvard (CfA) investigan la posibilidad de que esta materia oscura se componga de agujeros negros primordiales.

Los agujeros negros se forman, generalmente, en la muerte explosiva de soles masivos, un proceso que dura cientos de millones de años en los que la estrella se fusiona con el gas ambiental, evoluciona y finalmente muere. Según el nuevo estudio, publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, si los halos galácticos están hechos de agujeros negros, deberían tener una distribución de densidad diferente que los halos hechos de partículas exóticas. Los investigadores también esperan que los halos de agujeros negros se formen antes en la evolución de una galaxia que otros tipos de halos.

Se supone que existen algunos agujeros negros en el universo temprano (los bordes del universo, lo que más se acerca al momento del Big Bang), pero probablemente no hayan tenido tiempo suficiente para producirse de manera normal. Se han propuesto algunos métodos alternativos de formación para estos agujeros, como el colapso directo del gas primordial o procesos asociados con la inflación cósmica.

El equipo ejecutó un conjunto de simulaciones por ordenador para probar si los halos de galaxias enanas podrían revelar la presencia de agujeros negros primordiales, ya que, al ser pequeñas y débiles (brillan con unos pocos miles de luminosidades solares) los efectos leves se pueden detectar con mayor facilidad. Encontraron que las interacciones entre estrellas y los agujeros negros primordiales de halo deberían alterar ligeramente los tamaños de las distribuciones estelares.

Los astrónomos también concluyen que tales agujeros negros necesitarían tener masas entre aproximadamente dos y catorce masas solares, justo en el rango esperado para estos objetos exóticos (aunque más pequeños que los agujeros negros recientemente detectados por los detectores de ondas gravitacionales) y comparables a las conclusiones de otros estudios. El equipo enfatiza, sin embargo, que todos los modelos aún no son concluyentes y la naturaleza de la materia oscura sigue siendo difícil de alcanzar.

Beatriz de Vera

Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma

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