Una nueva simulación computacional ayuda a explicar la existencia de extraños agujeros negros supermasivos observados en el universo primitivo.

La simulación se basa en un código informático utilizado para comprender el acoplamiento de la radiación y ciertos materiales.

«Los agujeros negros supermasivos tienen un límite de velocidad que gobierna lo rápido y grande que pueden crecer», dijo Joseph Smidt, de la División de Diseño Teórico del Laboratorio Nacional de Los Alamos de Estados Unidos. «El descubrimiento relativamente reciente de agujeros negros supermasivos en el desarrollo temprano del universo planteó una pregunta fundamental, ¿cómo se hicieron tan grandes tan rápido?», declaró en un comunicado.

Utilizando códigos informáticos desarrollados en Los Álamos para modelar la interacción de la materia y la radiación relacionadas con la misión de administración de arsenales del laboratorio, Smidt y sus colegas crearon una simulación de estrellas colapsantes que dio lugar a que los agujeros negros supermasivos se formaran en menos tiempo de lo esperado, cosmológicamente hablando, en los primeros mil millones de años del universo.

«Resulta que mientras que los agujeros negros supermasivos tienen un límite de velocidad de crecimiento, ciertos tipos de estrellas masivas no», dijo Smidt. «¿Qué pasaría si pudiéramos encontrar un lugar donde las estrellas pudieran crecer mucho más rápido, tal vez al tamaño de muchos miles de soles? ¿Podrían formar agujeros negros supermasivos en menos tiempo?».

Resulta que el modelo informático de Los Alamos no sólo confirma la posibilidad de una rápida formación de agujeros negros supermasivos, sino que también se ajusta a muchos otros fenómenos de agujeros negros que son rutinariamente observados por los astrofísicos. La investigación muestra que los agujeros negros supermasivos simulados también están interactuando con galaxias de la misma manera que se observa en la naturaleza, incluyendo las tasas de formación estelar, los perfiles de densidad de galaxias y las tasas térmicas y de ionización en los gases.

«Esto fue en gran medida inesperado», dijo Smidt. «Pensé que esta idea de crecer de una estrella masiva en una configuración especial y formar un agujero negro con el tipo correcto de masas era algo a lo que podríamos acercarnos, pero ver el agujero negro que inducía la formación estelar y conducir la dinámica de maneras que hemos observado en la naturaleza era realmente la formación de hielo en el pastel».

Un área de misión clave en el Laboratorio Nacional de Los Alamos es entender cómo la radiación interactúa con ciertos materiales. Debido a que los agujeros negros supermasivos producen enormes cantidades de radiación caliente, su comportamiento ayuda a probar códigos informáticos diseñados para modelar el acoplamiento de la radiación y la materia. Los códigos se usan, junto con experimentos a gran escala y en pequeña escala, para asegurar la seguridad y la efectividad de la disuasión nuclear estadounidense.

«Hemos llegado a un punto en Los Alamos», dijo Smidt, «con los códigos de computadora que estamos usando, la comprensión de la física, y las instalaciones de supercomputación, que podemos hacer cálculos detallados que replican algunas de las fuerzas que impulsan la evolución del universo».

Fuente: Europa Press