Desde el descubrimiento de los agujeros negros, los astrónomos se han preguntado cuál es la fuerza que los crea y los forma. Bueno, parece que esa pregunta ha llegado a su fin. Los científicos han descubierto que la materia oscura podría ser la fuerza misteriosa que provoca la fusión de agujeros negros supermasivos (o SMBHs, por sus siglas en inglés). Este hallazgo ha sido publicado en la revista Physical Review Letters y podría resolver el enigma conocido como el “problema del parsec final” en astronomía.

En 2023, astrofísicos detectaron un zumbido constante de ondas gravitacionales en todo el universo. Se planteó que esta señal de fondo provenía de millones de pares de superestrellas en fusión, cada una miles de millones de veces más masiva que nuestro Sol. Las simulaciones teóricas habían indicado que estos colosales objetos se detienen cuando están a casi un parsec de distancia (aproximadamente tres años luz), impidiendo su fusión.

Sin embargo, un equipo de investigadores liderado por el profesor James Cline de la Universidad McGill ha desarrollado un nuevo modelo que sugiere que las partículas de materia oscura juegan un papel crucial en este proceso.

El coautor del estudio, Gonzalo Alonso-Álvarez, investigador postdoctoral en el Departamento de Física de la Universidad de Toronto, explicó: 

“Mostramos que incluir el efecto previamente pasado por alto de la materia oscura puede ayudar a los agujeros negros supermasivos a superar este parsec final de separación y fusionarse. Nuestros cálculos explican cómo puede ocurrir eso, al contrario de lo que se pensaba hasta ahora”.

El estudio detalla que cuando las partículas de materia oscura interactúan entre sí, no se dispersan. Esta interacción crea un halo de alta densidad de materia oscura que facilita que los SMBH se muevan en espiral hacia adentro y finalmente se fusionen.

La danza cósmica de los agujeros negros

Según los científicos, en el centro de la mayoría de las galaxias hay agujeros negros supermasivos. Cuando dos galaxias colisionan, estos agujeros negros caen en órbita cercana entre sí. Mientras giran, son frenados por la atracción gravitatoria de las estrellas circundantes, lo que los hace girar en espiral hacia el interior. Sin embargo, esta desaceleración no era suficiente para explicar completamente las fusiones observadas. Como explicó Alonso-Álvarez:

“La posibilidad de que las partículas de materia oscura interactúen entre sí es una suposición que hicimos, un ingrediente extra que no todos los modelos de materia oscura contienen. Nuestro argumento es que sólo los modelos con ese ingrediente pueden resolver el problema final del parsec”.

Implicaciones futuras de la materia oscura

Este descubrimiento no solo resuelve un antiguo enigma astronómico, sino que también abre nuevas vías para comprender el papel de la materia oscura en la evolución del universo. La investigación sugiere que los comportamientos de estas partículas, que anteriormente se habían pasado por alto, son fundamentales para la dinámica de los SMBH y su eventual fusión.

En conclusión, la materia oscura se perfila como un componente esencial en la comprensión de los procesos más profundos y misteriosos del cosmos. Este estudio pionero marca un hito en la astronomía y promete nuevas revelaciones sobre la naturaleza del universo y los enigmas que aún quedan por resolver.

Desde que Fritz Zwicky en 1933 encontró discrepancias entre la masa calculada de las galaxias y la materia visible que contenían, la materia oscura entró al tema de conversación. Ahora estamos hablando sobre cómo influye en la fusión de los agujeros negros y quién sabe qué influencias podrá tener en el resto del universo.

Referencia:

• Physical Review Letters/Effect of Wave Dark Matter on Equal Mass Black Hole Mergers. Link.