El telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA podrá detectar agujeros negros supermasivos distantes que destruyen estrellas y aportar datos sobre su formación en el universo temprano (Imagen Ilustrativa Infobae)
El telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA podrá detectar agujeros negros supermasivos distantes que destruyen estrellas y, con esas observaciones, abrir una vía para reconstruir cómo se formaron y crecieron los objetos que habitaban el universo hace hasta 11 mil millones de años.
El nuevo trabajo, publicado el martes en The Astrophysical Journal, sostiene que Roman estará optimizado para identificar la luz de eventos de disrupción de marea que viajó entre 8.000 y 11.000 millones de años antes de llegar a la Tierra. Ese rango coincide con la franja de tiempo más útil para distinguir entre distintos escenarios sobre el origen de los agujeros negros supermasivos.
Los eventos de disrupción de marea permiten detectar agujeros negros supermasivos menos luminosos, cuyo brillo suele ser difícil de observar por su menor tasa de acreción (Imagen Ilustrativa Infobae)
Los científicos estudian estos objetos a partir de la radiación emitida por sus discos de acreción, formados por materia que gira a su alrededor antes de ser absorbida. El problema es que los agujeros negros supermasivos más ligeros suelen ser menos luminosos porque acumulan materia a menor ritmo.
Cuando uno de esos objetos destroza y consume una estrella completa, su brillo aumenta hasta superar al de su galaxia anfitriona. Ese fenómeno, llamado evento de disrupción de marea, ofrece una señal especialmente valiosa para detectar agujeros negros que de otro modo serían difíciles de observar.
Roman buscará hasta 100 eventos al año en el universo temprano
El Sondeo de Dominio Temporal de Alta Latitud de Roman, uno de los tres grandes sondeos comunitarios de la misión, cubrirá cerca de 18 grados cuadrados del cielo, un área equivalente a 90 lunas llenas. Al volver de forma regular sobre las mismas regiones, permitirá identificar un gran número de fenómenos transitorios.
Según explicó Mitchell Karmen, estudiante de posgrado de la Universidad Johns Hopkins y becario de investigación de la Fundación Nacional de Ciencias, “el telescopio espacial Roman va a ser revolucionario para la ciencia de los fenómenos transitorios”. Añadió: “Gracias a la alta sensibilidad de Roman, podemos detectar múltiples eventos de disrupción de marea a mayores distancias y en épocas cósmicas más antiguas que nunca”.
La investigación prevé que Roman detecte hasta 100 eventos de disrupción de marea al año, con una tasa que aumentaría hacia el mediodía cósmico (Imagen Ilustrativa Infobae)
Estos eventos están asociados a los agujeros negros supermasivos menos masivos. Los más grandes, con masas superiores a mil millones de soles, engullen estrellas enteras, mientras que los de entre 100.000 y 100 millones de masas solares pueden despedazarlas antes de consumirlas y producir un destello que brilla durante un par de semanas antes de apagarse de forma gradual.
El equipo de Karmen modeló cómo cambia la frecuencia de estos eventos a lo largo del tiempo cósmico e incorporó factores como las fusiones de galaxias y agujeros negros, además del número y la densidad de estrellas en los núcleos galácticos. Con ese cálculo, proyectó que la tasa de disrupciones aumentará a medida que Roman observe distancias mayores y se acerque al llamado mediodía cósmico, ocurrido hace entre 11 y 12 mil millones de años, cuando la formación estelar alcanzó su máximo en el universo, antes de volver a caer.
La investigación prevé que Roman detecte hasta 100 TDE al año. El observatorio terrestre Vera C. Rubin, en cambio, hallaría entre miles y decenas de miles anuales, aunque en un rango más cercano.
El recuento de eventos de disrupción de marea permitirá comparar las hipótesis de semillas ligeras y semillas pesadas sobre el origen de los agujeros negros supermasivos (Imagen Ilustrativa Infobae)
La diferencia con Rubin
La ventaja de Roman no estará en la cantidad absoluta de detecciones, sino en la profundidad temporal de su muestra. Como observará en infrarrojo cercano, podrá captar la luz de eventos lejanos que fue desplazada hacia longitudes de onda más largas por la expansión del universo, un efecto conocido como corrimiento al rojo cosmológico.
Rubin también rastreará grandes áreas del cielo, pero trabajará con luz visible. Esa diferencia limitará su capacidad para detectar eventos tan distantes como los que podrá registrar Roman, aunque su rendimiento total en cantidad será mucho mayor.
Suvi Gezari, profesor asociado de astronomía en la Universidad de Maryland y coautor del estudio, afirmó que “con tan solo contar el número de eventos de disrupción de marea en función del corrimiento al rojo, se pueden establecer límites significativos a la población de agujeros negros de millones de masas solares”.
En esa misma línea, sostuvo que “Roman será revolucionario, ya que permite estudiar los eventos de disrupción de marea a mayores distancias, lo que posibilita observar cómo evoluciona la tasa de TDE con el tiempo”.
La misión Roman, con lanzamiento previsto para el 30 de agosto de 2026, estudiará una etapa cósmica en la que las teorías aún no explican la rápida aparición de agujeros negros gigantes (Imagen Ilustrativa Infobae)
El recuento
La pregunta de fondo es cómo aparecieron tan pronto agujeros negros gigantescos en el universo temprano. Los astrónomos ya observaron objetos de ese tipo en etapas tan antiguas que las explicaciones disponibles no alcanzan a describir con facilidad cómo crecieron tan rápido.
Una de las hipótesis, conocida como semillas ligeras, plantea que estos agujeros negros nacieron tras la muerte de estrellas masivas. En ese escenario, los objetos iniciales tendrían masas de hasta varios cientos de veces la del Sol y luego crecerían mediante fusiones y por acreción de gas, lo que llevaría a esperar un agujero negro masivo en el centro de cada galaxia joven.
La otra teoría, la de las semillas pesadas, propone que algunos pudieron formarse ya con masas de hasta un millón de veces la del Sol, por mecanismos como el colapso directo de una nube de gas. Ese proceso sería menos frecuente y ayudaría a explicar por qué los agujeros negros supermasivos eran raros en las galaxias primitivas.
Karmen resumió esa utilidad observacional con una frase directa: “Los fenómenos de disrupción de marea nos ayudan a investigar la población de agujeros negros supermasivos ligeros, lo que puede ayudarnos a distinguir entre estos modelos”.
Una vez que Roman y Rubin inicien sus operaciones científicas regulares, el equipo planea contrastar estas proyecciones con las detecciones reales de ambos observatorios. Gezari comparó el posible impacto de la misión con el del telescopio Webb y afirmó que, así como este último cambió la comprensión de las galaxias distantes con alto corrimiento al rojo, Roman está a punto de transformar el estudio de los fenómenos transitorios en ese mismo régimen cósmico.
Fuente: Infoabe