Esta fuente dice que, hasta hace poco, no se habían descubierto agujeros negros de peso medio (es decir, con 1000 masas solares). Los astrónomos tenían evidencia de agujeros negros pequeños y supermasivos, pero no del grupo intermedio. Ahora, se confirma la existencia de al menos 10 agujeros negros de peso medio.
Detectar agujeros negros es difícil, especialmente los más pequeños. Por lo tanto, debería haber sido relativamente más fácil encontrar los de peso mediano que los más pequeños, sin embargo, parece que no es el caso.
¿Por qué?
Creo que puede haber muchas razones. Los agujeros negros de tamaño estelar son comunes . Es probable que sean los puntos finales de estrellas muy masivas ( ) y parecen estar agrupados en masas de . Algunos ejemplos más grandes podrían estar formados por fusiones. A menudo son fáciles de detectar porque existen en sistemas binarios; acumulan masa y emiten rayos X, y se puede observar su influencia en el compañero binario e inferir la masa del agujero negro. Un aparte interesante aquí es que no sabíamos nada acerca de la posibilidad de agujeros negros hasta que fueron detectados a través de ondas gravitacionales, y de lo contrario habrían pasado desapercibidos. Las fusiones de agujeros negros en estas masas caen justo en el "punto óptimo" de la sensibilidad de los detectores GW actuales, es decir, la amplitud máxima de los GW se produce a frecuencias de 30-300 Hz justo antes de la fusión.
Agujeros negros supermasivos se encuentran en los centros de las galaxias. Se detectan a través de la acumulación de gas, lo que provoca el fenómeno del "núcleo galáctico activo"/quasar y la dinámica del gas se puede utilizar para estimar la masa del agujero negro. Los agujeros negros más masivos conducen a objetos más extremos con luminositos AGN/quasar más altos y movimientos de gas más rápidos que son más fáciles de detectar. La detección por ondas gravitatorias aún no es posible para estos objetos porque la frecuencia de las ondas en la fusión es de frecuencias muy bajas que no son posibles de sondear utilizando detectores terrestres.
Por lo tanto, hay dos claros sesgos de selección: los agujeros negros cercanos de tamaño estelar son fácilmente detectables porque son comunes y su presencia se puede determinar cuando están en sistemas binarios (que también son comunes). Los agujeros negros distantes en los centros de las galaxias son más fácilmente detectables si son masivos.
Los agujeros negros de masa intermedia caen en el hueco. Es posible que se hayan formado temprano en el universo (los mecanismos aún no están claros) y probablemente existan en los centros de galaxias discretas relativamente pequeñas. Es posible que la mayoría haya crecido o se haya fusionado con los agujeros negros más supermasivos, por lo que es posible que no sean comunes en las galaxias cercanas en la época actual del universo. En segundo lugar, debido a que no son muy masivos, su presencia generalmente no conduce a un fenómeno altamente energético. La luminosidad de cualquier actividad de tipo AGN podría ser muy pequeña (como lo es en nuestra propia galaxia, aunque alberga un agujero negro de 4 millones de masa solar), por lo que es posible que no se identifiquen fácilmente. Incluso si se identifican los candidatos, es difícil inferir las masas porque cualquier radiación debida a los movimientos del gas será correspondientemente más débil. Finalmente, Hz y actualmente son indetectables como fuentes de ondas gravitacionales.
En pocas palabras, los agujeros negros de masa intermedia (IMBH para abreviar) no pueden formarse por el colapso de una estrella, que es como se forman los agujeros negros de masa estelar, y no pueden formarse a partir de las condiciones extremas que forman los agujeros negros supermasivos. Los tres métodos propuestos de formación de IMBHs son:
La última opción de formación es una posibilidad particularmente interesante y es un área abierta de investigación (creo que el grupo de Alan Guth está investigando mucho al respecto y cómo se relaciona con la inflación). Todos estos son eventos que ocurren con poca frecuencia, por lo que no se prevé que los IMBH existan en cantidades tan altas como otros tipos.
No soy un experto en este campo, por lo que se agradecen las correcciones/comentarios.
¡Espero que esto ayude!
La respuesta simple es, como sugiere en su comentario, que los agujeros negros de baja masa son probablemente mucho, mucho más comunes, lo que por sí solo hace que sea mucho más fácil encontrar uno que se esté acumulando (y, por lo tanto, es visible para nosotros) . Una estimación muy cruda sería que hay por lo menos diez millones (posiblemente hasta mil millones) de agujeros negros de baja masa en nuestra galaxia.[*]
Un factor adicional podría ser que algunos de los agujeros negros de baja masa se formarán como parte de sistemas de estrellas binarias y, en algunos casos, la estrella secundaria estará lo suficientemente cerca como para que parte de su materia se acumule en el agujero negro cuando (la estrella secundaria) star) evoluciona y se expande en radio, creando así las condiciones para que podamos detectar el agujero negro.
[*] Hay varios cientos de miles de millones de estrellas en nuestra galaxia. Si solo se forma una de cada mil estrellas con suficiente masa para producir un agujero negro al final de su vida, entonces habría varios cientos de millones de agujeros negros. Usando un análisis más sofisticado, este artículo predice varias decenas de millones de agujeros negros con masas masas solares en una galaxia del tamaño de la Vía Láctea.
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