Los antepasados de los agujeros negros supermasivos podrían haberse formado en el universo joven bajo condiciones mucho más comunes de lo que prevén los escenarios habituales.
Los cuásares muy lejanos albergan enormes agujeros negros, aunque el universo aparentemente aún es demasiado joven para ello: la rapidez de su formación constituye un enigma para los astrofísicos. Para alcanzar rápidamente una masa semejante, estos objetos podrían haber comenzado su crecimiento a partir de «semillas» ya muy pesadas.
Representación artística de varias estrellas primordiales.
Crédito: Equipo científico de NASA/WMAP
Una posibilidad pasa por estrellas primordiales descomunales. Para que aparezcan, una gran cantidad de gas debe caer rápidamente hacia el centro de un halo de materia joven. Este gas puede entonces alimentar una estrella que alcance decenas de miles de masas solares, antes de que dé rápidamente origen a un agujero negro masivo, la semilla masiva tan buscada.
Pero no es tan sencillo: cuando se forman moléculas de hidrógeno, intensifican un enfriamiento general y favorecen el nacimiento de numerosas estrellas más pequeñas, impidiendo la formación de estas estrellas gigantes. Sin embargo, una radiación ultravioleta específica puede romper estas moléculas: el gas permanece caliente y sigue fluyendo hacia el centro del halo de materia.
Los investigadores realizaron 65 simulaciones detalladas de 15 halos primordiales. Variaron la intensidad de esta radiación, así como la historia de crecimiento de cada halo. Su objetivo era determinar las condiciones capaces de mantener un aporte de gas suficientemente rápido para formar una estrella supermasiva.
Las simulaciones revelan una transición cuando la radiación pasa de moderada a fuerte. Por encima de cierto nivel, el flujo de gas se vuelve suficiente y las masas estelares estimadas pueden alcanzar aproximadamente 100.000 veces la del Sol.
Este umbral es importante para estimar el número de semillas posibles en un volumen de espacio determinado. Los entornos sometidos a una radiación ultravioleta intermedia son naturalmente mucho más numerosos que las regiones que reciben intensidades fuertes. Un umbral suficientemente bajo podría aumentar considerablemente la cantidad de semillas formadas.