De una estrella en colapso, dos agujeros negros se forman y únen
7/11/2013 de CalTech
Los agujeros negros – objetos masivos del espacio con fuerzas gravitacionales tan intensas que ni siquiera la luz puede escapar de ellos – se muestran con una gran variedad de tamaños. En el extremo pequeño de la escala están los agujeros negros de masa estelar, que se forman durante la muerte de estrellas. En el extremo mayor están los agujeros negros supermasivos, que contienen hasta mil millones de veces la masa de nuestro sol. Durante miles de millones de años, los agujeros negros pequeños pueden crecer lentamente y convertirse en la clase supermasiva tomando materia de los alrededores y también uniéndose con otros agujeros negros. Pero este proceso lento no puede explicar el problema de la existencia de los agujeros negros supermasivos en el universo primitivo, ya que tales agujeros negros se habrían formado en menos de mil millones de años después del Big bang.
Para investigar los orígenes de los agujeros negros supermasivos jóvenes, Christian Reisswig y Christian Ott y sus colaboradores usaron un modelo con estrellas supermasivas. Estas estrellas gigantes, bastante exóticas, se supone que existieron sólo por un breve periodo de tiempo en el universo primitivo. A diferencia de las estrellas ordinarias, las estrellas supermasiva alcanzan el equilibrio frente a la gravedad con su propia radiación de fotones. En una estrella muy masiva, la radiación de fotones – el flujo hacia afuera de fotones que se genera debido a las altas temperaturas en el interior de la estrella- empujan el gas hacia el exterior, en oposición a la fuerza gravitatoria que tira del gas hacia adentro de nuevo. Cuando las dos fuerzas se igualan, este equilibrio se llama equilibrio hidrostático.
Durante su vida, una estrella supermasiva se enfría lentamente gracias a la pérdida de energía a través de la emisión de radiación de fotones. Mientras la estrella se enfría, se hace más compacta y su densidad central lentamente crece. Este proceso dura un par de millones de años, hasta que la estrella ha alcanzado un nivel a partir del cual aparecen inestabilidades gravitacionales y la estrella empieza a colapsar gravitacionalmente. Las diminutas perturbaciones iniciales crecerán rápidamente provocando al final que la estrella en colapso se fragmente formando concentraciones de alta densidad.
Estos fragmentos estarán en órbita alrededor del centro de la estrella y van aumentando en densidad mientras toman materia durante el colapso; eventualmente pueden convertirse en agujeros negros, que caerán en espiral uno hacia el otro antes de convertirse en un gran agujero negro.
