El aprendizaje automático desvela cómo crecen los agujeros negros

17/1/2023 de University of Arizona / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Mediante ensayo y error, el sistema de aprendizaje automático prueba muchos emparejamientos distintos de galaxias y agujeros negros simulados creando diferentes reglas, y luego elige el emparejamiento que mejor coincide con las observaciones astronómicas reales. Crédito: H. Zhang, Wielgus et al. (2020), ESA/Hubble & NASA, A. Bellini.

Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado aprendizaje automático y supercomputadoras para reconstruir las historias de crecimiento de agujeros negros. Así, simulaciones de millones de «universos» generados por computadora revelan que los agujeros negros crecen al unísono con sus galaxias anfitrionas. Esto se ha sospechado desde hace 20 años, pero los científicos no habían logrado confirmar esta relación hasta ahora.

«Si miras a épocas cada vez más tempranas del Universo, encuentras que exactamente la misma relación estaba ya presente», comenta Peter Behroozi (Observatorio Steward  de la Universidad de Arizona). «Así, a medida que la galaxia crece de pequeña a grande, su agujero negro también está creciendo de pequeño a grande, en el mismo modo exactamente que vemos en galaxias actualmente por todo el Universo».

Las simulaciones han permitido arrojar luz sobre otro fenómeno extraño. Los agujeros negros supermasivos – como el que se encuentra en el centro de la Vía Láctea – crecieron con mayor vigor durante su infancia, cuando el Universo solo tenía unos pocos de miles de años de edad, para luego frenarse dramáticamente durante los 10 mil millones de años siguientes.

«Sabemos que las galaxias poseen este extraño comportamiento, en el que alcanzan un pico en su ritmo de formación de estrellas nuevas, luego se reduce durante un tiempo y, más tarde, dejan de formar estrellas por completo», comenta Behroozi. Ahora hemos podido demostrar que los agujeros negros hacen lo mismo: creciendo y parándose al mismo tiempo que sus galaxias anfitrionas. Esto confirma hipótesis, propuestas hace décadas, sobre el crecimiento de agujeros negros en galaxias».

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