Formación de agujeros negros: fascinante simulación del universo temprano


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Región de 30,000 años luz de la simulación por supercomputadora. Crédito: Instituto de Tecnología de Georgia.

Agujeros negros masivos a partir de formaciones violentas de galaxias. Se observaron por medio de una simulación por supercomputadora.

Astrofísicos analizaron una simulación del universo temprano, unos 400 millones de años después del Big Bang. La simulación en alta definición fue creada con la supercomputadora Blue Waters. Se encontraron formaciones de agujeros negros en regiones densas de galaxias en proceso de creación, regiones sin estrellas y con abundancia de materia oscura. Así lo informa la central de noticias del Instituto de Tecnología de Georgia, Georgia Tech.

Se hallaron diez halos de materia oscura, que mantienen unidas las galaxias. Estos halos indicaban una posible formación de estrellas, pero en su lugar se observó el nacimiento de varios agujeros negros a partir del movimiento gravitacional rápido y violento de galaxias primitivas (o protogalaxias). John Wise, científico líder del estudio, dijo para el Instituto Georgia Tech:

«Fue solo en estas regiones demasiado densas del universo que vimos la formación de estos agujeros negros (…) La materia oscura crea la mayor parte de la gravedad, y luego el gas cae en ese potencial gravitacional, donde puede formar estrellas o un agujero negro masivo».

Agujero negro consumiendo una estrella. Imagen de Wikimedia commons / Dominio público.

El estudio fue realizado por un grupo internacional de astrofísicos liderado por el Instituto de Tecnología de Georgia, de EE. UU. La investigación está basada en la suite Renaissance Simulation, una serie de simulaciones avanzadas de 70 terabytes, creadas con la supercomputadora Blue Waters.

Turbulentos agujeros negros y materia oscura

Este es un video de una de las simulaciones de Renaissance. Ilustra la formación de estrellas y formación de galaxias a 400 millones de años luego del Big Bang:

 

En los diez halos de materia oscura, los científicos solamente encontraron nubes moleculares de gas cósmico, compuesto por hidrógeno y helio. Ellos entonces utilizaron otra supercomputadora, la Stampede2, para simular la evolución de dos halos de materia oscura escogidos, ahí fue cuando descubrieron que la esperada formación estelar desembocaría en turbulentos agujeros negros.

La nueva observación revela que los agujeros negros pueden crearse en los inicios de una formación de galaxias especialmente rápida y extremadamente violenta, cuando el gas y polvo cósmico se ensamblan por la fuerza de la gravedad. Se formarían debido al rápido colapso gravitacional de estrellas supermasivas, ya que consumirían todo el gas cósmico circundante de estas regiones densas y llenas de materia.

Imagen de un halo de materia oscura extraído de la simulación de Renaissance. Crédito: Instituto de Tecnología de Georgia.

Este hallazgo también indica un nuevo paradigma: los agujeros negros masivos no necesitan altos niveles de radiación para poder formarse. Los astrofísicos esperan seguir observando simulaciones de supercomputadoras para revisar la evolución de estos agujeros negros.

El estudio científico ha sido publicado en la revista Nature y se puede leer en el sitio web de pre-impresión arXiv.org.


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Erick Nielssen
Escritor nicaragüense que indaga en temas de historia, ciencia, religión y esoterismo. Apoyando la investigación normativa y también la alternativa.

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