De dónde vienen los agujeros negros supermasivos exprés
Un campo sembrado de semillas. Unas semillas son grandes y brotan con la más mínima lluvia; otras son caprichosas, exigen un suelo especial y condiciones raras. De qué semillas caigan en la tierra depende cómo crecerá el bosque años después. Más o menos así piensan los astrofísicos sobre el nacimiento de los agujeros negros en el universo temprano.
El telescopio JWST miró al pasado de 12 a 13 mil millones de años y vio allí agujeros negros con masas de miles de millones de soles. Tales gigantes no habrían tenido tiempo de crecer a partir de pequeños gérmenes: el tiempo es demasiado corto. Por lo tanto, se necesitan "semillas pesadas": nubes de gas que se colapsan directamente en un agujero de decenas o cientos de miles de masas solares, saltándose la etapa de estrella. Pero, ¿con qué frecuencia ocurría esto?
Los autores del trabajo ejecutaron tres escenarios. En dos variantes "generosas", los gérmenes aparecían en casi todas las nubes adecuadas de gas frío y pobre en metales. En el escenario "estricto", solo en raras circunstancias, como en el colapso directo. Para cuando el universo tenía alrededor de mil millones de años, todos los modelos dieron aproximadamente la relación correcta entre la masa del agujero negro y la masa de las estrellas en galaxias grandes. Pero solo los escenarios generosos produjeron muchas sistemas "sobredimensionados", donde el agujero iguala en masa a las estrellas. Son precisamente estos los que brillan tan intensamente como los que vio Webb.
La diferencia se vuelve cristalina si miramos las fusiones. En los modelos generosos, los agujeros negros chocan con frecuencia: más de cien eventos por año en todo el universo observable, y casi cada galaxia, incluso enana, lleva un agujero en su centro. En el modelo estricto, las fusiones son contadas, y en las galaxias pequeñas casi no hay agujeros. Los futuros detectores de ondas gravitacionales podrán contar estas fusiones y decir qué "semilla" era la correcta. Así, el bosque del presente contará sobre el suelo del pasado.
En los escenarios generosos, hay agujeros negros en casi todas las galaxias, incluso en aquellas con solo unos pocos millones de estrellas, como si en cada aldea hubiera un rascacielos.
En la novela "Pirámides" de Terry Pratchett, el mundo se sostiene sobre elefantes y una tortuga; aquí, el destino de las galaxias se decide por diminutos gérmenes en los primeros instantes.