Suman evidencias que avalan una teoría alternativa a la de los agujeros negros en centros galácticos

Son numerosos los estudios científicos con autoría del investigador del CONICET en el Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP, CONICET-UNLP) Carlos Argüelles que vienen postulando una teoría alternativa a la formación de agujeros negros masivos, objetos compactos que residen en el núcleo de las galaxias de mayores dimensiones y que concentran cantidades descomunales de materia, alcanzando hasta miles de millones de veces la masa solar. De acuerdo a la teoría desarrollada por Argüelles y colaboradores del Centro Internacional de Astrofísica Relativista (ICRAnet) en Italia, al formarse los halos de materia oscura –esa masa mayoritaria del Universo compuesta por partículas que no emiten, reflejan ni absorben la luz– podrían originarse altas concentraciones de ese tipo de materia en sus regiones centrales. De esta manera, estos objetos densos podrían funcionar como una alternativa a los agujeros negros supermasivos, o eventualmente colapsar en uno.

Ahora, como parte de una colaboración completamente nacional, Argüelles añade –junto a otros colegas– evidencias de que estas altas concentraciones de masa oscura al centro de algunas galaxias pueden generar imágenes relativistas como las observadas por el Telescopio de Horizonte de Eventos (EHT, por sus siglas en inglés). La nueva publicación aparece publicada en la prestigiosa revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

La investigación saca a la luz nuevos resultados sobre esta alternativa a los agujeros negros en las galaxias típicamente no activas o de baja actividad (como la nuestra), con objetos centrales supermasivos de hasta decenas de millones de veces la masa del Sol. El trabajo presenta simulaciones por computadora que muestran cómo la luz se curvaría, bajo efectos relativistas, alrededor de concentraciones muy altas de materia oscura. De esta manera, se explora el escenario alternativo a los clásicos agujeros negros supermasivos, considerando la posibilidad de que en el centro de las galaxias exista una alta concentración de materia oscura, rodeada por un halo extenso de materia oscura difusa. Siguiendo la línea de investigaciones previa, los expertos y expertas propusieron que esta materia oscura estaría compuesta por fermiones, partículas con propiedades cuánticas similares a los neutrinos, pero no identificadas aún.

Los modelos de materia oscura fermiónica propuestos en trabajos previos pueden explicar tanto la estructura a gran escala del Universo como la dinámica de rotación de diferentes tipos de galaxias. En este contexto, los núcleos de fermiones en galaxias podrían imitar la apariencia de agujeros negros supermasivos o, eventualmente, colapsar para formar tales objetos. Las simulaciones fueron realizadas mediante un código de computadora para trazado de rayos de luz, y modelaron una galaxia semejante a la Vía Láctea, con un objeto central de cuatro millones de veces la masa del Sol y un extenso halo de materia oscura, con una apariencia similar a la que muestran las imágenes de agujeros negros captadas por el EHT.

Cabe mencionar que este tipo de teorías de materia oscura, que proveen una alternativa a los agujeros negros masivos en centros galácticos, despiertan enorme interés en la comunidad astronómica internacional, tanto es así que Reinhard Genzel, astrofísico alemán ganador del Premio Nobel de Física 2020 hizo mención al nuevo estudio en un artículo de revisión publicado en The Astronomy and Astrophysics Review. Junto con Argüelles, son autores y autoras del reciente trabajo Martín Mestre y Valentina Crespi, investigador y becaria del CONICET en el IALP, respectivamente; Joaquín Pelle, Oscar Reula y el investigador del CONICET Federico Carrasco, todos con lugar de trabajo en el Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG, CONICET-UNC); Florencia Vieyro, investigadora del CONICET en el Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR, CONICET-UNLP-CICPBA); y Carolina Millauro, de la Universidad de Buenos Aires (UBA).