Reconsiderando los agujeros negros como materia oscura
6/3/2017 de Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) / The Astrophysical Journal Letters
Ilustración de artista de la fusión de dos agujeros negros de masa intermedia que produjo la emisión de las ondas gravitacionales detectadas por el observatorio LIGO. Crédito: The SXS (Simulating eXtreme Spacetimes) Project.
La naturaleza de la materia oscura, que constituye el 85% de la masa total del Universo, sigue siendo uno de los grandes misterios sin resolver de la ciencia actual. La falta de evidencias experimentales que permitan identificarla con alguna de las nuevas partículas elementales predichas teóricamente, junto al reciente descubrimiento de ondas gravitacionales procedentes de dos agujeros negros (de masas unas 30 veces la del Sol) por el observatorio LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), han renovado el interés por la posibilidad de que la materia oscura esté formada por agujeros negros primordiales de entre 10 y 1000 veces la masa del Sol.
Los agujeros negros primordiales, que se habrían originado en fluctuaciones de alta densidad de la materia durante los momentos iniciales del Universo, son muy interesantes. A diferencia de los que se forman a partir de estrellas, cuya abundancia y masa están limitadas por los modelos de formación y evolución estelar, los agujeros negros primordiales podrían existir en un amplio rango de masas y abundancias. Estos objetos habitarían en los halos de las galaxias y el encuentro y fusión ocasional de dos de ellos, con masas de unas 30 veces la del Sol, habría dado lugar a las ondas gravitacionales detectadas por LIGO.
Si existiera una cantidad apreciable de agujeros negros en los halos de las galaxias, alguno de ellos podría interponerse entre la trayectoria de la luz de un cuásar distante y la Tierra. Por su gran masa, la gravedad concentraría los rayos de luz y provocaría un aumento en el brillo del cuásar. Este efecto, conocido como “efecto microlente”, crece con la masa del agujero negro y su probabilidad aumenta según la abundancia de los mismos. Es decir, aunque no pudieran verse los agujeros negros, serían detectados por el aumento del brillo de los cuásares. Bajo esta premisa, un grupo científico ha utilizado el efecto microlente en cuásares para estimar la cantidad de agujeros negros primordiales de masa intermedia que hay en las galaxias.
Los resultados muestran que, con mucha probabilidad, las estrellas normales, y no los agujeros negros primordiales de masa intermedia, son las responsables del efecto microlente observado. “Este estudio implica –señala Evencio Mediavilla- que es muy poco probable que los agujeros negros de masa entre 10 y 200 veces la masa solar constituyan una parte significativa de la materia oscura”. Por tanto, los agujeros negros cuya fusión fue detectada por LIGO tienen, probablemente, su origen en el colapso de estrellas y no en agujeros negros de origen primordial.
