Agujeros negros supermasivos errantes zumban a través del universo

Agujeros Negros Errantes
Una imagen de la simulación por computadora ROMULUS que muestra una galaxia de masa intermedia, su región central brillante con su agujero negro supermasivo, y las ubicaciones (y velocidades) de los agujeros negros supermasivos "errantes" (los que no están confinados al núcleo; el marcador de 10kpc corresponde a una distancia de unos 31 mil años luz). Las simulaciones han estudiado la evolución y abundancia de agujeros negros supermasivos errantes; en el universo temprano contienen la mayor parte de la masa que se encuentra en los agujeros negros. Crédito: Ricarte et al, 2021

Se cree que cada galaxia masiva alberga un agujero negro supermasivo (SMBH) en su centro.

Su masa está correlacionada con la masa de las regiones internas de su anfitrión (y también con algunas otras propiedades), probablemente porque el SMBH crece y evoluciona a medida que crece la propia galaxia, a través de fusiones con otras galaxias y la caída de material del medio intergaláctico.

Cuando el material llega al centro galáctico y se acumula en el SMBH, produce un núcleo galáctico activo (AGN).

Los flujos de salida u otra retroalimentación del AGN actúan de manera disruptiva para sofocar la formación de estrellas en la galaxia.

Las simulaciones cosmológicas modernas ahora trazan de manera consistente la formación de estrellas y el crecimiento SMBH en galaxias desde el universo temprano hasta el día de hoy, lo que confirma estas ideas.

El proceso de fusión naturalmente da como resultado algunos SMBH que están ligeramente desplazados del centro de la galaxia ampliada.

El camino hacia un solo SMBH combinado es complejo.

A veces, primero se forma un SMBH binario que luego se fusiona gradualmente en uno.

En este proceso se pueden producir emisiones de ondas gravitacionales detectables.

Sin embargo, la fusión a veces puede paralizarse o interrumpirse; comprender por qué es uno de los enigmas clave en la evolución de SMBH.

Nuevas simulaciones cosmológicas con el código ROMULUS predicen que incluso después de miles de millones de años de evolución, algunas SMBH no se unen al núcleo, sino que terminan vagando por la galaxia.

El astrónomo de CfA (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) Angelo Ricarte dirigió un equipo de colegas que caracterizaron estos agujeros negros errantes.

Utilizando las simulaciones de ROMULUS, el equipo encuentra que en el universo actual (es decir, aproximadamente 13.700 millones de años después del Big Bang) alrededor del diez por ciento de la masa de los agujeros negros podría estar en esto tipos de vagabundos.

En épocas anteriores en el universo, dos mil millones de años después del Big Bang o antes, estos vagabundos parecen ser aún más significativos y contienen la mayor parte de la masa en agujeros negros.

De hecho, los científicos encuentran que en estas primeras épocas los vagabundos también producen la mayor parte de las emisiones provenientes de la población SMBH.

En un artículo relacionado, los astrónomos exploran las firmas de observación de la población errante de SMBH.

Referencia:  “Origins and demographics of wandering black holes” by Angelo Ricarte, Michael Tremmel, Priyamvada Natarajan, Charlotte Zimmer and Thomas Quinn, 26 March 2021, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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