Los astrónomos, incapaces de explicar el tamaño y edad de un agujero negro supermasivo

Los astrónomos acaban de anunciar el hallazgo de un agujero negro mastodóntico, cuya masa equivale a 12.000 millones de soles. No es el mayor encontrado ni mucho menos (si recordáis en 2011 os hablaba en este mismo blog de otro agujero negro con una masa de 21.000 millones de soles) y sin embargo, este de ahora es muy interesante y especial. No tanto por su masa, que siendo gigantesca no es de récord como vemos, sino por su edad. Tiene 12.800 millones de años, es decir se creó apenas 875 millones de años después del Big Bang y alcanzó en seguida el enorme tamaño que vemos ahora. ¿Cómo pudo crearse semejante monstruo en tan poco tiempo? Ahí está el misterio...

Uno de los problemas al que se enfrentan los astrónomos a la hora de observar agujeros negros es que son inobservables, o negros, como su propio nombre indica. Si son capaces de dirimir su posición y masa es por el efecto que provocan en su vecindario, compuesto por objetos que si podemos ver, como estrellas o cuásares.

Si recordáis un cuásar es una galaxia cuyo núcleo hierve de actividad transformando el gas en estrellas masivas y alimentando con él al agujero negro supermasivo de su núcleo. Por acción de los inconmensurables efectos gravitatorios del agujero negro, el gas se calienta antes caer al interior de la singularidad, emitiendo luz en el proceso. Esta luz es la causante de que en pasado los astrónomos confundieran a los cuásares con estrellas, de ahí su nombre "cuásar = cuasiestelar".

La aclaración viene muy bien para explicar el modo en que los astrónomos descubrieron al antiquísimo agujero negro del que hablamos hoy, ya que su luz era la más brillante descubierta en esas etapas tempranas del universo (recordad que edad y distancia están íntimamente relacionadas cuando decimos que el cuásar se encuentra a - o tiene - 12.800 millones de años luz). El impresionante brillo del cuásar, que es 40.000 más luminoso que la Vía Láctea, permitió a los astrónomos inferir la masa del agujero negro que le activa desde su interior.

Y ahí viene el misterio. Hasta ahora los astrónomos creían que los agujeros negros crecían lentamente a medida que iban envejeciendo, al digerir todo el gas y estrellas que tengan la desgracia de cruzarse en su camino. Sin embargo, aunque este agujero negro hubiese estado tragando masa al máximo ritmo que predicen los astrónomos, desde el mismo momento de su nacimiento, ello no bastaría para explicar su tamaño actual. En resumen, la existencia de este agujero negro de 12.800 millones de años no concuerda con las teorías actuales de formación de singularidades.

En el pasado las galaxias eran más densas, pero esto no explica el tamaño que adquirió este agujero negro en tan poco tiempo. Los astrónomos buscan alternativas que expliquen su naturaleza. Tal vez el enorme agujero negro surgiera tras la fusión de dos galaxias, cuyos agujeros negros supermasivos centrales terminaron por fusionarse, aunque para que esto sucediera ambas singularidades debían tener masas idénticas en el momento de la fusión, de lo contrario una expulsaría a la otra en su danza de atracción.

Los astrónomos también creen que en aquellas primeras etapas del universo, las estrellas pudieron tal vez ser mucho más masivas que ahora. No del orden de cientos o miles de masas solares, como las más grandes que vemos ahora, sino tal vez del orden de millones. En teoría no existen límites fundamentales sobre la masa máxima que puede alcanzar una estrella. Tal vez, en aquella temprana época en la historia del universo, bastaron con que unas pocas de estas estrellas gigantescas colapsaran generando enormes agujeros negros que finalizaron por agruparse.

De hecho, tal vez el gigantesco agujero negro haya crecido poco a poco desde el momento de su nacimiento, lo que implicaría que los ritmos máximos de absorción de masa sean más rápidos de lo que lo astrónomos han calculado. ¿Cuál será la respuesta correcta? La ciencia ha puesto ya sus instrumentos y cerebros a trabajar para darnos la solución. Os mantendremos informados.

El trabajo, dirigido por Xue-Bing Wu, se publicó el 26-02-2015 en la revista Nature.

Me enteré leyendo National Geographic.

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