Astrónoma chilena identifica nuevas pistas para explicar los agujeros negros primordiales
Tiempo de lectura: 3 minutos Una investigación de la investigadora Catalina Casanueva postula que los agujeros negros primordiales con masas similares o mayores a la del Sol no pueden representar más del 1% de la materia oscura.
Un nuevo estudio liderado por la investigadora postdoctoral adscrita del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA), Dra. Catalina Casanueva, postula que los hipotéticos agujeros negros primordiales, aunque no compongan la mayor parte de la materia oscura, podrían ser la causa de un exceso de radiación de rayos X, cuyo origen es aún desconocido.
Este nuevo avance podría estar a punto de descifrar uno de los grandes enigmas del universo. La investigadora de la Universidad Católica (UC) publicó su segundo estudio sobre los agujeros negros primordiales (PBHs), objetos teóricos que podrían haberse formado instantes después del Big Bang.
La investigación, aceptada por la prestigiosa revista Astronomy & Astrophysics, no solo consolida a la científica como un referente en el área, sino que también propone que estos objetos podrían haber dejado una firma detectable en el cielo, específicamente en el fondo cósmico de rayos X.
Dra. Catalina Casanueva.
El enigma de los agujeros negros
A diferencia de los agujeros negros convencionales, que se originan por el colapso de estrellas masivas, los agujeros negros primordiales son una clase hipotética que habría surgido de las condiciones extremadamente densas del universo temprano. Por su naturaleza no estelar, se han propuesto como uno de los principales candidatos para componer la materia oscura, esa misteriosa sustancia que constituye cerca del 85% de la materia del cosmos.
En un estudio previo (2024), Casanueva ya había determinado que si los PBHs con masas superiores a la del Sol fueran muy abundantes, habrían calentado tanto el gas del universo primitivo que habrían impedido la formación de galaxias tal como las conocemos hoy. Ahora, la nueva investigación, supervisada por la Directora del CATA, Dra. Patricia Tissera, da un paso más allá al preguntarse por su huella actual.
Una firma oculta en el fondo de rayos X
Para este nuevo trabajo, el equipo utilizó un modelo físico más realista que simulaba cómo los PBHs interactúan con su entorno y emiten energía.
«Optamos por un modelo físico más realista que considera no sólo la masa del PBH, sino también, el entorno donde se encuentra, cómo capta materia y qué tipo de radiación emite. Lo que nos permitió hacer predicciones más confiables y compararlas directamente con observaciones. Tener un modelo más detallado es clave para entender mejor qué papel podrían haber jugado los PBHs y para restringir con más precisión sus posibles características», explicó Casanueva.
Los resultados fueron reveladores. Por un lado, se confirma que los PBHs con masas similares o mayores a la del Sol no pueden representar más del 1% de la materia oscura. Sin embargo, el estudio demuestra que incluso ese pequeño porcentaje sería suficiente para explicar parte del exceso de radiación en el fondo cósmico de rayos X, un fenómeno observado que aún no tiene una causa clara.
«Si los PBHs produjeran más radiación que la que observamos, podemos descartar esos escenarios», aclaró la investigadora. «Nuestros resultados muestran que, si bien no pueden ser la mayor parte de la materia oscura, todavía es posible que PBHs más pequeños sí puedan formarla«.
El próximo paso será desarrollar la primera simulación de una región del universo temprano que incorpore estos modelos de emisión. «Durante décadas, los agujeros negros fueron sólo una predicción teórica, hasta que en 2015 se detectaron por primera vez mediante ondas gravitacionales y en 2019 se obtuvo su primera imagen directa. Los PBHs siguen siendo hipotéticos, pero este caso muestra por qué es crucial teorizar: no sólo anticipamos posibles descubrimientos, sino que también, desarrollamos las herramientas para identificarlos y entender lo que observamos».
