Investigadora del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines publica avance sobre agujeros negros en revista Astronomy & Astrophysics
En un nuevo hito para la astronomía nacional, la Dra. Catalina Casanueva, Investigadora Postdoctoral Adscrita del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA) y astrónoma de la Pontificia Universidad Católica de Chile, ha sido protagonista de un estudio que podría acercarnos a comprender uno de los mayores misterios del cosmos: el origen de la materia oscura.
Su investigación, recientemente aceptada por la prestigiosa revista Astronomy & Astrophysics, analiza si los agujeros negros primordiales (PBHs, por sus siglas en inglés) —objetos hipotéticos formados justo después del Big Bang— podrían haber dejado una huella observable en el cielo actual. El estudio fue desarrollado bajo la supervisión de la Dra. Patricia Tissera, Directora e Investigadora Principal del CATA.
Los PBHs son distintos a los agujeros negros convencionales, ya que no tendrían un origen estelar. Su existencia se ha propuesto como una posible explicación para la materia oscura, que compone aproximadamente el 85% de la materia del universo, pero cuya naturaleza sigue siendo desconocida.
Modelos físicos más realistas para entender el cosmos
La astrónoma chilena ya había abordado este tema en un estudio anterior, donde demostró que los PBHs más masivos podrían haber impedido la formación de galaxias si fueran abundantes. Ahora, su nuevo trabajo va un paso más allá al explorar cómo estos objetos podrían haber contribuido a las emisiones de radiación cósmica que seguimos detectando hoy en día, especialmente en las bandas de rayos X, radio y el fondo Lyman-Werner.
“Optamos por un modelo físico más realista que considera no solo la masa del PBH, sino también el entorno en el que se encuentra, cómo capta materia y qué tipo de radiación emite. Esto nos permitió hacer predicciones más confiables y compararlas directamente con observaciones”, señala Casanueva.
Gracias a este enfoque, el equipo concluyó que los PBHs con masas similares o mayores a la del Sol no pueden representar más del 1% de la materia oscura, lo que concuerda con estudios previos. No obstante, esa pequeña fracción podría explicar parte del exceso de rayos X en el fondo cósmico, que aún no tiene una causa definida.
“Aunque no sean la mayor parte de la materia oscura, los PBHs podrían haber dejado una huella observable en el universo actual”, recalca la astrónoma.
Además, los resultados dejan abierta la posibilidad de que PBHs más pequeños, con masas del orden de una milmillonésima parte del Sol, sí puedan representar una fracción significativa o incluso toda la materia oscura.
Simulaciones cósmicas y nuevas ventanas para la exploración astronómica
Con dos publicaciones en el cuerpo de evidencia científica, la investigadora planea ahora avanzar hacia una tercera etapa: simulaciones cosmológicas detalladas.
“Nuestro próximo paso será desarrollar la primera simulación realista del universo temprano que incluya estos modelos de emisión de PBHs. Esto nos permitirá entender no solo su impacto promedio, sino también su efecto local en la formación de galaxias y estructuras”, explica la científica de CATA.
Este trabajo es especialmente relevante ante la llegada de nuevos telescopios y misiones espaciales que están ampliando los límites de lo observable en el universo primitivo. Para interpretar correctamente los datos que estos instrumentos entregan, se requieren modelos teóricos cada vez más precisos y sofisticados.
La astrónoma chilena también hace un paralelo con la historia reciente de la astrofísica, resaltando que “Durante décadas, los agujeros negros fueron solo una predicción teórica. Hoy los detectamos mediante ondas gravitacionales y los hemos fotografiado. Los PBHs aún son hipotéticos, pero entenderlos podría llevarnos a descubrimientos igual de transformadores”.
