Descubren un agujero negro supermasivo tan voraz que desafía las leyes de la física
Es el más voraz de su especie que hemos visto nunca y, hasta hoy, no pensábamos que pudiera existir. Se trata de un agujero negro supermasivo situado en el centro de una galaxia llamada LID-568, formado apenas 1.500 millones de años después del Big Bang, y que parece devorar materia a una impresionante velocidad de más de 40 veces el máximo teórico, conocido como límite de Eddington. Así se recoge en las páginas de Nature Astronomy; fue un equipo de investigadores coordinado por el Observatorio Internacional Gemini/NSF NoirLab, entre los que se encuentran cuatro científicos italianos del Instituto Nacional de Astrofísica (INAF), según los cuales este descubrimiento podría ayudar a desentrañar uno de los mayores misterios del Universo primordial, a saber, cómo los agujeros negros supermasivos llegan a ser tan masivos tan poco tiempo después del Big Bang.
Los límites teóricos
En primer lugar, repasemos algo de teoría. El límite de Eddington es una ley física que establece el umbral máximo de materia que un agujero negro puede consumir en un período de tiempo determinado. Básicamente, cuando un agujero negro acumula activamente grandes cantidades de materia, ésta no cae directamente en el pozo gravitatorio, sino que primero se arremolina alrededor del borde interior del disco que cruza el horizonte hacia el agujero negro. La increíble cantidad de fricción y gravedad calienta este disco hasta temperaturas extremadamente altas, lo que provoca que brille. El problema de la radiación es que ejerce una fuerte presión hacia el exterior que, en cierto punto, se corresponde con la fuerza gravitatoria hacia el interior del agujero negro, impidiendo así que la materia se acerque. Esto, en términos sencillos, es el límite de Eddington.
Más allá del límite
Sin embargo, según la nueva hipótesis de los astrónomos, es posible que los agujeros negros supermasivos superen el límite de Eddington, en un fenómeno denominado super-Eddington, y alcancen masas que desafían las leyes de la física. En este caso, los investigadores utilizaron el telescopio espacial James Webb para realizar observaciones de galaxias identificadas por el Observatorio de Rayos X Chandra que eran brillantes en la banda X pero débiles en otras longitudes de onda. Centrándose en la galaxia LID-568, pudieron identificar su posición exacta y observar que el agujero negro supermasivo es relativamente pequeño. Sin embargo, la cantidad de luz producida por la materia que rodea su disco es muy superior a la que debería producir un agujero negro de la misma masa.
Un agujero negro voraz
A partir de cálculos posteriores, los investigadores estimaron que la tasa de acreción del agujero negro supermasivo es unas 40 veces superior al límite de Eddington. «Ese agujero negro se está dando un banquete», comenta la astrónoma y coautora Julia Scharwächter. «Este caso extremo muestra que un mecanismo de alimentación rápida por encima del límite de Eddington es una posible explicación de por qué vemos agujeros negros tan masivos tan pronto en el Universo». Este descubrimiento, por tanto, podría ayudarnos a comprender mejor el Universo primitivo. «El descubrimiento de un agujero negro super-Eddington en acreción sugiere que una parte significativa del crecimiento de la masa puede ocurrir durante un único episodio de alimentación rápida, independientemente de si el agujero negro se originó a partir de una semilla ligera o pesada», concluye el autor Hyewon Suh.
Artículo originalmente publicado en WIRED Italia. Adaptado por Mauricio Serfatty Godoy.