Límites para la masa de los agujeros negros como materia oscura

Dibujo20160721 four windows primordial black holes as dark matter

Los agujeros negros primordiales creados durante la inflación cósmica podrían dar cuenta de la materia oscura. El rango de masas a explorar es enorme, desde la masa de Planck hasta la masa de los agujeros negros supermasivos. Hay muchos límites de exclusión que excluyen casi todo el rango, pero algunos son más firmes que otros. Por ello, se acepta que sólo quedan cuatro ventanas por explorar en este enorme rango de masas. La figura muestra estos cuatro rangos (escenarios A, B, C y D).

El escenario (A) es el más prometedor, y ahora está de moda gracias a LIGO, el rango de masas estelares entre una y mil veces la masa del Sol; los resultados de LIGO/Virgo en los próximos años podrán excluirlos, en su defecto confirmarlos. El escenario (B) son los agujeros negros de masa sublunar sublunar, en el rango 1020 g < M < 1024 g; hay límites de exclusión basados en estrellas de neutrones y enanas blancas, pero no están libres de discusión. El escenario (C) son los agujeros negros de tamaño subatómico, con masas en el rango 1016 g < M < 1017 g; el rango es muy estrecho lo que hace esta propuesta poco plausible, pero difícil de excluir. Y el escenario (D), los agujeros negros con la masa de Planck, más o menos una masa M ∼ 10−5 g; por desgracia fuera de lo que se puede chequear mediante observaciones no gravitacionales.

Los interesados en una discusión detallada de estos límites de exclusión y su futuro cercano disfrutarán del artículo de Bernard Carr, Florian Kuhnel, Marit Sandstad, “Primordial Black Holes as Dark Matter,” arXiv:1607.06077 [astro-ph.CO]. En este blog ya he discutido este asunto en varias ocasiones; por ello ya sabrás que en mi opinión, se puede descartar que los agujeros negros primordiales den cuenta de toda la materia oscura, aunque podrían contribuir cierto porcentaje.

Dibujo20160721 current exclusion limits primordial black holes as dark matter

Habrás visto en muchos sitios figuras de exclusión como ésta. Excluyen los tres escenarios A, B y C. Pero hay que tener cuidado, ya que todos los límites de exclusión no son igual de firmes y algunos de ellos han sido puestos en duda. El artículo de Carr et al. discute en detalle estas dudas y nos ofrece la opinión de que, por ahora, no se pueden excluir con rigor dichos tres escenarios. Su artículo es interesante y permite focalizar futuros estudios en estas regiones. En este blog estaré al tanto de dichos resultados conforme se vayan publicando.

Por cierto, dice Ana Ribera (@Molinos) en “¿Cuándo es noticia la ciencia?” Cuaderno de Cultura Científica, 21 Jul 2016, que los artículos de revisión (review papers) no son noticia. No quiero llevarle la contraria, o sí. Bueno, lo he hecho muchas veces en este blog. Y me acabo de ser eco de uno más. En cualquier caso, os recomiendo leer sus recomendaciones, siempre intersantes.


4 Comentarios

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Iñigo XimenoIñigo Ximeno

Noticia es todo aquello que pueda interesar a los que te leemos o escuchamos. Cuando dejen de ser noticia los artículos de revisión tendrás que ponerte a escribir ese libro 😉

Es verdad que individualmente hay poco hueco de masa para los mini agujeros negros, pero me da la impresión de que en determinadas galaxias (quizá jóvenes o quizá todo lo contrario) juntos tienen que sumar un montón de masa. Por otra parte … si ya nos cuesta ver planetas “orbitando” estrellas mas luminosas y grandes que el sol, ¿podría estar interfiriendo en las observaciones sistemas planetarios pequeños sin gigantes gaseosos?

Iñigo XimenoIñigo Ximeno

Claro … Supongo que no puede ser q hayamos menospreciado la masa barionica interplanetaria. Ni que anden por ahí un montón de MACHOs sublunares.

Francisco R. Villatoro

Iñigo, ¿conoces el problema de los bariones perdidos (missing baryons)? Busca en la web y descubrirás que hay más masa bariónica de la que hemos observado, pero el problema no tiene nada que ver con la materia oscura.

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