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11/9/07 - DJ:

¿Se forman los agujeros negros supermasivos directamente?

Los astrónomos creen que existen agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias. Estos objetos pueden tener millones o cientos de millones de veces la masa del Sol. A diferencia de los agujeros negros de masa estelar, es decir, aquellos que se forman del colpaso de una estrella, los agujeros supermasivos podrían formarse directamente, desde una nube de gas a un agujero negro, escapando la etapa estelar enteramente.


El Dr. Mitchell C. Begelman, profesor del Departamento de Astrofísica y ciencias planetarias de la Universidad de Colorado, publicó recientemente un paper titulado "Did supermassive black holes form by direct collapse?" en el que presenta esta alternativa de formación de agujeros negros en el Universo temprano.

Luego del Big Bang, el Universo se enfrió lo suficiente para que se formaran las primeras estrellas con el hidrógeno y helio originales. Este era material puro, sin "polucionar" por generaciones previas de estrellas. Los astrónomos calcularon que las primeras estrellas, llamadas Población III, tendrían una tasa máxima de agrupamiento de material para formar una estrella.

En una estrella normal, el material se junta relativamente despacio, creando una masa central. Con suficiente masa, la estrella se enciende y esto crea una presión que detiene el material adicional de compactarse demasiado.

Pero el Dr. Begelman ha calculado que si la tasa se excede unas décimas de una masa solar por año, el núcleo estelar sería tan compacto que la energía liberada de la fusión nuclear no sería suficiente para detener la contracción. En este caso, no habría estrella, se pasaría de una nube de hidrógeno a una masa central muy compacta. Y al agujero negro.

La pregunta es si es posible que el material se junte tan rápido. Es posible, si algo está "empujando"...como la materia oscura. De acuerdo al científico, podría haber varias situaciones en las que una fuerza externa, como la gravedad de un halo de materia oscura podría forzar al gas hacia un área central.

Una vez que hay unas cuantas masas solares de gas acumulado, el núcleo comienza a expandirse bajo la presión de su creciente masa. El objeto pasa de un breve período de fusión nuclear cuando alcanza las 100 masas solares, pero pasa esta etapa tan rápidamente que no tiene tiempo de expandirse de nuevo.

Eventualmente, el objeto alcanza varios miles de masas solares y su temperatura ha trepado hasta varios cientos de millones de grados. En este punto, la gravedad se hace cargo, colapsando el núcleo y conviertiendo el objeto en un agujero negro de entre 10 y 20 masas solares.

Desde este punto, el agujero negro es capaz de atraer eficientemente material y crecer a los máximos niveles predichos por la física, eventualmente hasta millones de veces la masa del Sol. Si demasiado material cae, el agujero negro supermasivo podría actuar como un mini cuásar -lo que el Dr. Begelman denominó "quasistar".

Y hay buenas noticias: estos quasistars podrían ser detectables por los potentes telescopios. Sin embargo, tendrían una corta vida, sólo 100.000 años. Quizás, el próximo Telescopio Espacial, el James Webb, sea capaz de detectarlos.


Fuentes y links relacionados


  • Nota en UniverseToday

  • Paper:Did supermassive black holes form by direct collapse?



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