Una gran cantidad de agujeros negros supermasivos deshonestos deambulan por el universo
Supermasivo agujeros negros tienden a sentarse, más o menos estacionarias, en el centro de las galaxias. Pero no todos estos asombrosos objetos cósmicos se quedan quietos; algunos pueden torcerse, girando alrededor de galaxias como nómadas cósmicos.
A estos agujeros negros los llamamos «vagabundos», y son en gran parte teóricos, porque son difíciles (pero no imposibles) de observar y, por lo tanto, de cuantificar. Pero un nuevo conjunto de simulaciones ha permitido a un equipo de científicos determinar cuántos vagabundos debería haber y dónde están, lo que a su vez podría ayudarnos a identificarlos en el Universo.
Esto podría tener implicaciones importantes para nuestra comprensión de cómo se forman y se desarrollan los agujeros negros supermasivos, desde millones de monstruos hasta miles de millones de veces la masa de nuestro Sol, un proceso que está envuelto en un misterio.
Los cosmólogos creen que los agujeros negros supermasivos (SMBH) residen en los núcleos de todas, o al menos la mayoría, de las galaxias del Universo. Las masas de estos objetos son generalmente aproximadamente proporcionales a la masa del abultamiento galáctico central que los rodea, lo que sugiere que la evolución del agujero negro y su galaxia están relacionadas de alguna manera.
Pero las rutas de formación de los agujeros negros supermasivos no están claras. Sabemos que los agujeros negros de masa estelar se forman a partir del colapso del núcleo de estrellas masivas, pero este mecanismo no funciona para los agujeros negros en aproximadamente 55 veces la masa del Sol.
Los astrónomos creen que las SMBH se desarrollan a través de la acumulación de estrellas, gas y polvo, y fusiones con otros agujeros negros (muy grandes en los núcleos de otras galaxias, cuando estas galaxias chocan).
Pero las escalas de tiempo cosmológicas son muy diferentes de nuestras escalas de tiempo humanas, y el proceso de colisión de dos galaxias puede llevar mucho tiempo. Esto hace que la ventana potencial de interrupción de la fusión sea bastante grande, y el proceso podría retrasarse o incluso evitarse por completo, dando como resultado estos agujeros negros «perdidos».
Un equipo de astrónomos dirigido por Angelo Ricarte del Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics utilizó las simulaciones cosmológicas de Romulus para estimar con qué frecuencia esto debería haber sucedido en el pasado y cuántos agujeros negros todavía deambulan hoy.
Estas simulaciones rastrean constantemente la evolución orbital de pares de agujeros negros supermasivos, lo que significa que son capaces de predecir qué agujeros negros probablemente viajarán al centro de su nuevo hogar galáctico y cuánto tiempo se espera que lleve ese proceso. como cuántos nunca llegan allí.
«Romulus predice que se formarán muchos binarios de agujeros negros supermasivos después de miles de millones de años de evolución orbital, mientras que algunos SMBH nunca llegarán al centro», agregó. los investigadores escribieron en su artículo.
«Como resultado, las galaxias masivas de la Vía Láctea en Romulus albergan un promedio de 12 agujeros negros supermasivos, que generalmente viajan por el halo lejos del centro galáctico».
Al comienzo del Universo, antes de unos 2000 millones de años después de la Big BangLos vagabundos superan en número a los agujeros negros supermasivos en los núcleos galácticos, encontró el equipo. Esto significa que producirían la mayor parte de la luz que esperaríamos ver brillar del material alrededor de las SMBH activas, brillando intensamente mientras orbita y se acumula en el agujero negro.
Se mantienen cerca de su masa original, es decir, la masa en la que se formaron, y probablemente se originen en galaxias satélites más pequeñas que orbitan alrededor de otras más grandes.
Y algunos vagabundos todavía deberían estar presentes hoy, según las simulaciones. En el universo local, debería haber bastantes por ahí.
«Encontramos que el número de agujeros negros perdidos evoluciona de forma más o menos lineal con la masa del halo, por lo que esperaríamos miles de agujeros negros perdidos en los halos de los cúmulos de galaxias». los investigadores escribieron.
“A nivel local, estos vagabundos representan alrededor del 10% del presupuesto de masa local de agujeros negros una vez que se tienen en cuenta las masas de semillas. «
Estos agujeros negros pueden no estar necesariamente activos y, por lo tanto, serían muy difíciles de detectar. En un artículo futuro, el equipo explorará en detalle las posibles formas de observar a estos vagabundos perdidos.
Entonces todo lo que tenemos que hacer es encontrar los agujeros negros perdidos de masa estelar y masa intermedia …
La investigación fue publicada en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
