¡Y pensaste que las horas pico eran malas en la Tierra! Una nueva investigación sugiere que algunas “intersecciones cósmicas” han fallado en los “semáforos” que consideran que las colisiones de agujeros negros son casi inevitables.
En el corazón de todas las grandes galaxias se encuentran monstruos cósmicos llamados agujeros negros supermasivos, enormes vacíos que giran alrededor de todo lo que hay en las galaxias. Este comportamiento arremolinado influye en cosas como los discos de materia de los que se alimenta el titán galáctico, las estrellas y sus sistemas y, sorprendentemente, incluso otros agujeros negros, aunque más pequeños y de masa estelar.
También parecería que tal comportamiento alrededor de los agujeros negros supermasivos puede causar “embotellamientos” cósmicos, y que estos atascos podrían en realidad ser integrales en la desaceleración de las órbitas de los agujeros negros de masa estelar. Y, al dejar de girar, los agujeros negros afectados pueden verse obligados a colisionar, fusionarse y crear un agujero negro hijo más grande.
Luego, gracias a la inmensa influencia gravitacional del agujero negro supermasivo causante de los atascos, una bestia que puede presumir de tener una masa millones (incluso miles de millones) de veces mayor que la del sol, este proceso se repite. Esto da como resultado aún más colisiones de agujeros negros que crean agujeros negros de masa estelar cada vez más grandes con el tiempo, con masas de entre tres y unos pocos cientos de masas solares.
Al alejarnos, todo esto significa que el entorno alrededor de los agujeros negros supermasivos es perfecto para facilitar el crecimiento de otros agujeros negros.
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Algunos agujeros negros supermasivos están rodeados por un disco de gas y polvo llamado disco de acreción; es este disco el que alimenta gradualmente el agujero negro. La gravedad de los agujeros negros supermasivos genera poderosas fuerzas de marea en esos discos de acreción que hacen que brillen intensamente, creando una región llamada Núcleo Galáctico Activo (AGN).
Los nuevos hallazgos sobre atascos son cortesía de un equipo dirigido por científicos de la Universidad de Monash que observaron la dinámica encontrada en los discos de acreción, así como los agujeros negros que están incrustados en ellos.
Cuando los agujeros negros de masa estelar se asientan en estos discos de acreción, sus interacciones con el gas que los rodea pueden hacer que migren a través del disco. El equipo teoriza que esto conduce a que los agujeros negros de masa estelar se acumulen en regiones que llaman “trampas de migración”. Esto hace que la posibilidad de que dos agujeros negros de masa estelar se encuentren, colisionen y se fusionen en estas regiones debido al atasco sea mayor que en cualquier otro lugar de la galaxia circundante.
Una ilustración de dos agujeros negros colisionando y fusionándose, lo que podría ocurrir en intersecciones cósmicas muy transitadas sin semáforos en funcionamiento. (Crédito de la imagen: Proyecto SXS (Simulación de tiempos espaciales extremos))
El líder del equipo e investigador de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Monash, Evgeni Grishin, llevó la analogía del atasco de tráfico un paso más allá; de hecho, comparó estas trampas de migración para agujeros negros de masa estelar alrededor de agujeros negros supermasivos con intersecciones muy transitadas sin semáforos en funcionamiento aquí en la Tierra.
“Analizamos cuántas y dónde tendríamos estas intersecciones muy transitadas”, dijo Grishin. “Los efectos térmicos desempeñan un papel crucial en este proceso, influyendo en la ubicación y la estabilidad de las trampas migratorias. Una implicación es que no vemos que las trampas migratorias ocurran en galaxias activas con gran luminosidad“.
Los resultados del equipo no sólo tienen implicaciones importantes para nuestra comprensión de cómo se producen las fusiones entre agujeros negros de masa estelar, sino que estas fusiones crean una explosión de pequeñas ondas en el espacio-tiempo llamada ondas gravitacionales, Los hallazgos también podrían ayudar a avanzar en la astronomía de ondas gravitacionales.
“Estamos entusiasmados con los resultados y ahora estamos un paso más cerca de descubrir dónde y cómo se fusionan los agujeros negros en los núcleos galácticos”, concluyó Grishin. “El futuro de la astronomía de ondas gravitacionales y la investigación de los núcleos galácticos activos es excepcionalmente prometedor.
“A pesar de estos importantes hallazgos, aún se desconoce mucho sobre la física de los agujeros negros y sus entornos circundantes”.
La investigación del equipo fue publicada en la revista. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
Publicado originalmente en Space.com
2024-04-29 19:59:46
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