En este momento, un agujero negro gigante que nació en los primeros años del universo está haciendo algo sorprendentemente identificable: tomar una siesta prolongada después de comer en exceso. En un nuevo estudio, los investigadores observaron el agujero negro en un estado inactivo, habiéndose quedado dormido después de consumir materia y atravesando un período de crecimiento vertiginoso. Su letargo, aunque sin incidentes, puede ofrecer respuestas sobre el nacimiento y crecimiento de los agujeros negros.
Una perspectiva actualizada sobre los agujeros negros impulsa la publicado recientemente Naturaleza estudiarpresentando a un equipo de astrónomos internacionales, liderados por la Universidad de Cambridge, que hicieron el descubrimiento a través del Telescopio Espacial James Webb. El agujero negro que ocupa un lugar central en el estudio se originó 800 millones de años después del Big Bang, al principio de la evolución del universo.
¿Qué hace que un agujero negro se quede dormido?
Como descubrió el equipo de investigación, este agujero negro también es una especie de anomalía debido a su asombroso tamaño, ya que representa aproximadamente el 40 por ciento de la masa total de su galaxia anfitriona. Mientras tanto, la mayoría de los agujeros negros en el universo local sólo representan el 0,1 por ciento de la masa de su galaxia anfitriona.
El agujero negro primitivo, sin embargo, no posee actualmente un apetito voraz a la altura de su inmensidad. Por el momento, sólo está acumulando el gas que necesita para crecer unas 100 veces por debajo del límite máximo teórico de lo que puede comer. La falta de crecimiento continuo la ha dejado en un estado de letargo.
agujeros negros A menudo son observables no directamente, sino a través de su disco de acreción, una estructura de gas y polvo calientes que emite un brillo brillante. Cuando no están experimentando un crecimiento activo, se vuelven menos luminosos y, por lo tanto, más difíciles de detectar. Sin embargo, los investigadores notaron el agujero negro inactivo debido a su enorme tamaño.
“Aunque este agujero negro está inactivo, su enorme tamaño nos permitió detectarlo”, dijo en un artículo Ignas Juodžbalis, autor principal del estudio del Instituto Kavli de Cosmología de Cambridge. declaración. “Su estado latente también nos permitió conocer la masa de la galaxia anfitriona. El universo primitivo logró producir algunos monstruos absolutos, incluso en galaxias relativamente pequeñas”.
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Explicando el hambre del agujero negro
Al ver que estaba dormido, los investigadores se preguntaron cómo pudo haberse desarrollado un agujero negro de este tamaño y edad.
Normalmente, los agujeros negros se manifiestan a partir de estrellas colapsadas y crecen acumulando materia hasta un límite máximo, llamado límite de Eddington, que logra un equilibrio entre la presión de la radiación y la atracción gravitacional del agujero negro. Pero esto no explica cómo el agujero negro gigante e inactivo alcanzó su tamaño actual.
La respuesta más plausible, propuesta por el nuevo estudio, es que los agujeros negros pueden experimentar estallidos de crecimiento hiperactivo, seguidos de largos períodos de inactividad.
Utilizando simulaciones por computadora para comprender el crecimiento del agujero negro, descubrieron que probablemente excedió el límite de Eddington durante un breve tiempo antes de caer en inactividad. Los investigadores dicen que los agujeros negros como este pueden comer durante 5 a 10 millones de años y luego dormir durante unos 100 millones de años. En noviembre de 2024, un estudio separado en Naturaleza Astronomía reveló un agujero negro de 1.500 millones de años después del Big Bang que de manera similar excedió el límite de Eddington, otra señal más de que los agujeros negros del universo temprano pueden haber consumido materia a un ritmo rápido.
“Parece contradictorio explicar un agujero negro inactivo con períodos de hiperactividad, pero estos breves estallidos le permiten crecer rápidamente mientras pasa la mayor parte del tiempo durmiendo una siesta”, dijo en un estudio Roberto Maiolino, astrofísico del Instituto Kavli y del Laboratorio Cavendish de Cambridge. presione soltar.
Aunque los agujeros negros inactivos no son fácilmente observables debido a su baja luminosidad, los investigadores están determinados a que existen más casos en todo el universo, esperando ser encontrados. Con este patrón de crecimiento rápido y letargo prolongado, la forma en que se ve el desarrollo de los agujeros negros ahora podría recibir una revisión importante.
“Es probable que la gran mayoría de los agujeros negros que existen se encuentren en este estado latente. Me sorprende que hayamos encontrado este, pero me emociona pensar que hay muchos más que podríamos encontrar”, dijo Maiolino.
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Artículo Fuentes
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Jack Knudson es editor asistente en Discover y tiene un gran interés en la historia y las ciencias ambientales. Antes de unirse a Discover en 2023, estudió periodismo en la Facultad de Comunicación Scripps de la Universidad de Ohio y anteriormente realizó una pasantía en la revista Recycling Today.