Los ‘agujeros negros tremendamente grandes’ no son un componente importante de la materia oscura, según un estudio

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Los agujeros negros más masivos que galaxias enteras no son un componente importante de la misteriosa materia oscura que se cree que constituye la mayor parte de la materia en el cosmos, según un nuevo estudio.

Durante décadas, para explicar por qué las galaxias no se separan a la velocidad a la que giran, los científicos han sugerido la existencia de una sustancia invisible conocida como materia oscura, cuya atracción gravitacional ayuda a mantener unidas a las galaxias. Se cree que la materia oscura constituye aproximadamente cinco sextas partes de toda la materia del universo.

Sin embargo, aún se desconoce mucho sobre la materia oscura, incluido si realmente existe o no. Los agujeros negros son buenos candidatos potenciales para la materia oscura, ya que son extremadamente masivos y difíciles de detectar en las oscuras profundidades del espacio.

En el nuevo estudio, los investigadores investigaron si la materia oscura podría estar formada por “agujeros negros estupendamente grandes”, aquellos con masas superiores a 100 mil millones de veces la masa del sol. Los agujeros negros estupendamente grandes, con una masa de entre 1 millón de billones y 10 millones de billones de soles, serían más pesados ​​que galaxias enteras.

Hasta ahora, los astrónomos no han detectado ningún agujero negro estupendamente grande; actualmente, el agujero negro más grande conocido puede pesar alrededor de 36 mil millones de soles. Dado que los investigadores no han visto ninguna incluso después de observar muchas galaxias, el nuevo estudio señaló que no pueden constituir toda la materia oscura, pero los miembros del equipo se preguntaron si los objetos exóticos aún podrían constituir una porción significativa de la sustancia desconcertante.

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A menudo se piensa que la materia oscura es “como un polvo fino que se esparce por todas partes”, dijo a Space.com el coautor del estudio Christopher Gerlach, físico teórico del Instituto de Física Teórica de Mainz en Alemania. Sin embargo, si la materia oscura se empaqueta en un puñado de objetos gigantescos, como agujeros negros estupendamente grandes, “el universo se vuelve granulado a escalas muy grandes. Y podemos comprobarlo”.

Específicamente, los científicos analizaron la luz del amanecer del universo, dijo a Space.com el coautor del estudio Yann Gouttenoire, físico teórico del Instituto de Física Teórica de Maguncia.

Durante los primeros 380.000 años después del Big Bang, el cosmos estuvo lleno de plasma caliente en el que quedaba atrapada la luz. Finalmente, la expansión del universo permitió que el cosmos se enfriara lo suficiente como para que el plasma se disipara en gran medida y forme átomos. Esto, a su vez, permitió que la luz brillara libremente, “y esa luz todavía llega hoy”, explicó Gerlach. “Lo llamamos fondo cósmico de microondas, una instantánea del universo infantil que cubre todo el cielo”.

La temperatura del fondo cósmico de microondas “varía de un lugar a otro en aproximadamente una parte en 100.000”, dijo a Space.com el coautor del estudio Antonio Iovino, físico teórico de la Universidad de Nueva York, Abu Dhabi, en los Emiratos Árabes Unidos. “Ese patrón nos dice cómo se difundió la materia en aquel entonces”.

Una ilustración de un agujero negro supermasivo sobre un fondo de materia oscura.

Una ilustración de un agujero negro supermasivo sobre un fondo de materia oscura. (Crédito de la imagen: Robert Lea (creado con Canva))

El análisis del fondo cósmico de microondas reveló que no es granulado como lo habrían hecho los estupendos agujeros negros. “Así que estos agujeros negros no pueden ser una parte significativa de la materia oscura”, dijo a Space.com Nicholas Leister, físico teórico del Instituto de Física Teórica de Maguncia.

Los investigadores advirtieron que los nuevos hallazgos no sugieren que no puedan existir agujeros negros estupendamente grandes, sólo que no constituyen una fracción importante de la materia oscura. Agregaron que potencialmente podría existir otro candidato para la materia oscura: agujeros negros relativamente pequeños del tamaño de asteroides. Ahora están investigando si pueden descartar que estos pequeños agujeros negros sean un constituyente importante de la materia oscura.

Los científicos detallan sus hallazgos en un estudio que se publicará el 26 de octubre en la revista Physical Review Letters.