Posible límite máximo a la masa de un agujero negro ultramasivo

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El agujero negro supermasivo S5 0014+813 podría tener unos 40 mil millones de M☉ (masas solares), el del cuásar H1821+643 unos 30 mil millones y los de NGC 4889 y el cúmulo Phoenix unos 20 mil millones. ¿Existe un límite físico para la masa de un agujero negro supermasivo? Andrew King (Univ. Leicester, Gran Bretaña) propone existe un límite máximo a partir del cual un agujero negro supermasivo no puede acretar más materia.

Natarajan y Treister (2009) propusieron como límite máximo para la masa de los agujeros negros ultramasivos unos diez mil millones de masas solares. Hoy conocemos algunos que parecen tener mayor masa. Por ello King ha recogido el testigo y argumenta que existe un límite algo mayor, de unos 50 mil millones de M☉ para un agujero negro ultramasivo típico (sorprende que los más masivos conocidos se acercan a este número). En realidad, el límite es de unos 270 mil millones de M☉ para un agujero negro en rotación prógrada y unos 20 mil millones para uno en rotación retrógrada.

Te recomiendo leer Próxima (CCC), “¿Tiene límite el tamaño de un agujero negro?” Next, Vozpópuli, 23 Dic 2015.

El artículo es Andrew King, “How big can a black hole grow?” MNRAS 456: L109-L112 (2016), doi: 10.1093/mnrasl/slv186arXiv:1511.08502 [astro-ph.GA]; también merece la pena leer Priyamvada Natarajan, Ezequiel Treister, “Is there an upper limit to black hole masses?” MNRAS 393: 838-845 (2009), doi: 10.1111/j.1365-2966.2008.13864.xarXiv:0808.2813 [astro-ph].

 



10 Comentarios

  1. Significa, entonces, que un agujero negro que esté próximo (infinitamente próximo) al límite de masa ya no es capaz de acretar más masa. ¿Cuál sería el radio alrededor de éste en el que más allá ya no es capaz de atraer masa? ¿Y si dos de semejantes agujeros negros se aproximan lo suficiente para interaccionar gravitatoriamente? ¿Sería esto posible?

    1. Esta es una pregunta extraordinariamente importante. (¿Esta pregunta es de la clase de cosas que debiera responder una teoría cuántica de la gravedad?)

      La pregunta que hace Víctor me parece muy estimulante ¿Qué pasa con la interacción de un agujero negro cerca de la masa máxima cuando interactua con materia?, si hay un límite máximo a la masa de un agujero negro entonces también debería existir una aceleración máxima (¿Alguien piensa lo contrario?) y podríamos especular más, pues con una aceleración máxima tenemos un regulador ultravioleta “gratis” y luego la singularidad no puede ser auténtica…

      si dos agujeros negros cerca del radio máximo no pueden “fusionarse” entonces hay un punto en el cual la segunda ley de la termodinámica deja de valer pues ciertamente un universo con estos objetos dispersándose la entropía no puede aumentar… ¿El firewall tendrá que ver algo?

      Esta pregunta se puede generalizar: dado un observable físico ¿Hay un límite máximo para el valor de este? para la velocidad existe, para el campo eléctrico (o campos de Kalb-Ramond) en una brana también los hay, está la tempreratura de Hagedorn…

      ¿Alguien puede aportar más ejemplos de cantidades mínimas o máximas para el valor de algún observable físico?

      A propósito… ¿La teoría de cuerdas puede contestar esta pregunta?. No lo sé… por un lado una cuerda tiene una torre infinita de excitaciones, en el caso de la cuerda cerrada M^2=4(N+M-2)/alfa (donde alfa es el parámetro de Regge, N y M autovalores para cada nivel de masa para los campos izquierdos y derechos respectivamente) y en principio N y M pueden ser arbitrariamente grandes. T´Hoft especulaba que a partir de la escala de planck hay un sector casi continuo de agujeros negros en el espectro de la cuerda.

      Por otro si consideramos una compactificación toroidal de las dimensiones extra tiene que haber una distancia mínima en la teoría para cuerdas cerradas (el radio autodual), recordamos que en agujeros negros la masa está relacionada con el radio del agujero… entonces si hay una distancia mínima por T-dualidad tiene que haber una distancia máxima digamos d y por consiguiente el radio del agujero negro no puede ser mayor a d/2 lo que pone una cota superior a la masa.

      ¿Alguien tiene alguna opinión sobre esto?

  2. Por cierto: sólo me gustaría comentar (por si a alguien le resulta interesante) que el asunto de la independencia de un fondo y la existencia de una longitud mínima es algo que a mi me confunde desde la prespectiva de cuerdas. Cuerdas respeta la invariancia de Lorentz ¿encontrar una violación a esta implica falsar la teoría de cuerdas?… no lo sé pero me suena a que no, tal vez cuerdas puede acomodar extensiones del grupo de Lorentz. Y respecto a esto ¿existen teorías con una escala mínima de longitud que sean invariantes de Lorentz? al parecer si pero es muy sutil.

  3. Del artículo (y el que se enlaza de Next) lo que yo entiendo es que un agujero tan masivo desestabiliza tanto su disco de acreción que “espanta su propia comida”, sin más vueltas. En el artículo mismo se comenta que eso no impedirá la fusión de agujeros negros sea cual sea su masa. El “límite”, si lo hay, sería al de su crecimiento “autónomo”.

  4. Estoy de acuerdo con usted Emilio, vuestro comentario resume muy bien lo que dice el artículo y los enlaces concretamente. Y vaya que es interesantísimo desde la óptica del astrofísico y de la dinámica.

    Simplemente me pareció interesante comentar que la pregunta se puede interpretar de alguna otra forma y a mi parecer algunas cuestiones divertidas pueden surgir 🙂

    Saludos

  5. De existir límite, ¿significaría que existirían los agujeros negros ‘visibles’, pues si ya no pueden seguir creciendo no aceptan más materia ni energía y por tanto la luz podría reflejarse en ellos?. Sería algo así como un planeta infinitamente denso y sin horizonte de sucesos.

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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 23 diciembre, 2015
Categoría(s): ✓ Astrofísica • Ciencia • Física • Noticias • Physics • Relatividad • Science
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