Los Agujeros Negros Primitivos Podrían Revelar Cómo Se Formó El Universo

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Los agujeros negros primordiales que se formaron a principios de la historia del universo podrían arrojar luz sobre cómo se formó exactamente el universo.

Muy cerca del comienzo, piensan los científicos, había agujeros negros.

Estos agujeros negros, que los astrónomos nunca han detectado directamente, no se formaron de la forma habitual: el explosivo colapso de una gran estrella moribunda en su propio pozo de gravedad. El asunto en estos agujeros negros, según los investigadores, no fue aplastado en una singularidad por los últimos jadeos de una vieja estrella.

De hecho, en ese entonces, en los primeros mil millones de años del universo, no había estrellas viejas. En cambio, había enormes nubes de materia, llenando el espacio, sembrando las primeras galaxias. Sin embargo, los investigadores creen que parte de esa materia se agrupó más estrechamente, sin embargo, colapsando en su propia gravedad así como lo hicieron las estrellas antiguas más tarde a medida que el universo envejecía. Esos colapsos, creen los investigadores, sembraron agujeros negros supermasivos que no tenían vida previa como estrellas. Los astrónomos llaman a estas singularidades "colapso directo de agujeros negros" (DCBHs).

El problema con esta teoría, sin embargo, es que nadie ha encontrado una. [Los 18 mayores misterios sin resolver en la física]

Pero eso podría cambiar. Un nuevo artículo del Instituto de Tecnología de Georgia publicado el 10 de septiembre en la revista Nature Astronomy propone que el Telescopio Espacial James Webb (JWST), que la NASA pretende lanzar en algún momento en los próximos años, debería ser lo suficientemente sensible como para detectar una galaxia. que contiene un agujero negro de este antiguo período de la historia del universo. Y el nuevo estudio propone un conjunto de firmas que podrían usarse para identificar una galaxia que aloja DCBH.

Y ese telescopio ultra poderoso podría no tener que buscar en el cielo por mucho tiempo para encontrar uno.

"Predecimos que el próximo Telescopio Espacial James Webb podría detectar y distinguir una galaxia joven que alberga un agujero negro de colapso directo... con un tiempo total de exposición de tan solo 20,000 segundos [5.56 horas]", escribieron los investigadores. (Más tarde, señalaron que había algunos elementos "crudos" para esa estimación de tiempo).

Para hacer su predicción, los investigadores utilizaron un modelo de computadora [CK?] Para simular la formación de un DCBH en el universo primitivo. Descubrieron que cuando se forma un DCBH, hace que se formen muchas estrellas enormes, de corta duración, sin metal. Así que la luz proveniente de su galaxia anfitriona contendría firmas de estrellas con bajo contenido de metal.

También encontraron que un DCBH emergente emite altas frecuencias particulares de radiación electromagnética que el JWST podría reconocer, aunque esa radiación habría viajado tan lejos, desde una galaxia que se movía tan rápido en la dirección opuesta, que se habría desplazado hacia la radiación infrarroja por El tiempo que llegó a nuestro sistema solar. (La luz está desplazada hacia el rojo o se desplaza hacia longitudes de onda más largas, a medida que los objetos en el universo se alejan entre sí).

Y eso llega a la razón subyacente por la que los investigadores aún pueden especular (en términos muy avanzados) sobre cómo debería ser un DCBH para el JWST, y esperar a que el JWST llegue al espacio: para estudiar el universo primitivo, los científicos han Para mirar muy lejos, a la luz muy antigua que ha estado viajando durante mucho tiempo. Esa luz es especialmente débil, y sin un instrumento tan sensible como el JWST, la humanidad actualmente no tiene una forma de detectarlo.

Sin embargo, una vez que el JWST se lance, debería poder detectar un DCBH en un tiempo relativamente corto, escribieron los investigadores. Esto se debe a que hay muchos agujeros negros que los investigadores ya pueden detectar en el universo ligeramente posterior que sospechan que podrían ser DCBHs. Pero esos agujeros negros están más cerca de la Tierra, por lo que las señales que la humanidad ahora puede detectar de ellos se crearon más adelante en su vida, cuando se ha perdido la evidencia de cómo se formaron.

Hay una serie de preguntas abiertas sobre los DCBH que el JWST podría responder, dijeron los investigadores en una declaración, por ejemplo, si se forma un DCBH y luego hace que se forme una galaxia a su alrededor, o si los DCBH se formaron después de que la materia a su alrededor ya se hubiera agrupado. juntos en estrellas.

"Este es uno de los últimos grandes misterios del universo primitivo", dijo Kirk Barrow, el primer autor del artículo y recién graduado de doctorado de la Escuela de Física de Georgia Tech, en el comunicado. "Esperamos que este estudio proporcione un buen paso para descubrir cómo se formaron estos agujeros negros supermasivos en el nacimiento de una galaxia".

Publicado originalmente en WordsSideKick.com.


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