Sugieren una posible conexión entre los agujeros negros primordiales y la materia oscura
25/5/2016 de NASA / The Astrophysical Journal Letters
Imagen del telescopio espacial Spitzer tras eliminar todas las estrellas conocidas, galaxias y defectos, y realzar lo que queda. Esto permite observar el resplandor irregular de fondo, el llamado fondo cósmico infrarrojo. Es más irregular de lo que puede explicarse asumiendo la existencia de galaxias lejanas. Los científicos piensa que fue emitido por los primeros objetos luminosos que se formaron en el Universo, lo que incluye las primeras estrellas y agujeros negros. Crédito: NASA/JPL-Caltech/A. Kashlinsky (Goddard).
La materia oscura es una sustancia misteriosa que compone la mayor parte de la materia del Universo, que muchos piensan que se trata de una partícula exótica. Una alternativa intrigante es que la materia oscura esté hecha de agujeros negros formados durante el primer segundo de existencia de nuestro Universo, conocidos como agujeros negros primordiales. Ahora un científico de NASA sugiere que esta interpretación está en la línea de lo que sabemos de los fondos cósmicos en infrarrojos y rayos X y puede explicar las masas inesperadamente altas de agujeros negros en proceso de fusión detectados el año pasado por LIGO.
“Este estudio es un esfuerzo por reunir un amplio conjunto de ideas y observaciones para comprobar si encajan, y lo hacen sorprendentemente bien”, comenta Alexander Kashlinsky. “Si esto es correcto, entonces todas las galaxias, incluida la nuestra, se encuentran en el interior de una vasta esfera de agujeros negros, cada uno con unas 30 veces la masa del Sol”.
Durante gran parte de los primeros 500 millones de años del Universo, la materia normal estaba demasiado caliente para condensar en las primeras estrellas. La materia oscura no resultó afectada por la alta temperatura porque, cualquiera que sea su naturaleza, interacciona principalmente a través de la gravedad. Acumulándose por la atracción mutua, la materia oscura colapsó primero en grumos llamados minihalos, que proporcionaron la semilla gravitacional que permitió la acumulación de la materia normal. El gas caliente colapsó hacia los minihalos, creando reservas de gas suficientemente denso para colapsar todavía más, creando las primeras estrellas. Kashlinsky demuestra que si los agujeros negros juegan el papel de la materia oscura, este proceso ocurre con mayor rapidez y produce fácilmente las irregularidades detectadas en el fondo cósmico infrarrojo con datos del telescopio espacial Spitzer, incluso aun cuando sólo una pequeña parte de los minihalos consiguiera producir estrellas.
Mientras el gas cósmico se precipitaba sobre los minihalos, sus agujeros negros constituyentes capturarían de forma natural parte de él también. La materia cayendo hacia un agujero negro se calienta y acaba produciendo rayos X. Juntos, la luz infrarroja de las primeras estrellas y los rayos X del gas precipitándose al interior de agujeros negros de materia oscura pueden justificar la coincidencia en las irregularidades del fondo cósmico infrarrojo y el fondo cósmico de rayos X.
