¿Por qué los agujeros negros son tan masivos?

La estrella más masiva hoy conocida, R136a1 pesa aproximadamente 256 veces la masa de nuestro sol, ¿cómo se formaron los agujeros negros supermasivos, con una masa de 10 mil millones de veces la del sol?

Entiendo, que cuando una estrella se convierte en agujero negro, su densidad aumenta, pero ¿su masa también crece?

¿Quizás el plasma en el universo denso temprano formó estrellas gigantes, que posiblemente no podrían existir hoy, que luego colapsaron directamente en SMBH? Increíblemente, dentro de tres años el telescopio espacial James Webb podrá ver que eso suceda, si es que alguna vez sucedió. O podría tener algo que ver con la materia oscura que, después de todo, domina la masa. Las galaxias están dominadas gravitacionalmente por sus halos de materia oscura, creo que en realidad se ha convertido en la definición de una galaxia. Tal vez eso también tenga que ver con su SMBH, incluso si es solo el 1% de la masa del halo de materia oscura.
No, hay un límite del tamaño de la estrella: astronomy.stackexchange.com/questions/328/…

Respuestas (3)

La masa de un objeto no aumenta cuando colapsa en un agujero negro. Entonces, un agujero negro supermasivo debe haber comenzado bastante pequeño y luego crecer.

La formación y el crecimiento de un agujero negro supermasivo no es una ciencia establecida. Los agujeros negros supermasivos probablemente comenzaron como grandes agujeros negros de masa estelar (las estrellas más antiguas podrían haber sido muy grandes y estar casi completamente libres de elementos más pesados, y podrían haberse colapsado para formar agujeros negros con una masa de aproximadamente 100 soles). Luego, los agujeros crecieron a medida que caía más materia en ellos.

Existe una fuerte correlación entre el tamaño de un SMBH y su galaxia. No está claro por qué sucede esto, pero sugiere que el entorno que impulsó el crecimiento de la galaxia también contribuyó al crecimiento del agujero negro.

Este artículo sobre el Crecimiento de los agujeros negros supermasivos a lo largo del tiempo cósmico te puede interesar.

Aquí viene la retroalimentación positiva: si algo es pesado, tiende a atraer más cosas, por lo que es aún más y más pesado. En un momento limpiará su entorno. Este es el proceso de creación de esos agujeros negros supermasivos. En medio de las galaxias hay muchas cosas (estrellas) que pueden ser "comidas" por estos enormes agujeros negros. Además, tenían mucho tiempo para hacerlo.

EDITAR (gracias por cuestionar la respuesta, estaba muy seguro, pero hay algunos problemas):

Como dijo Rob Jeffries, la masa no se pudo adquirir de esta manera (probablemente no toda) debido a la presión de la radiación: cuando las cosas caen hacia el agujero negro en el disco de acreción, se crea mucho calor que empuja el resto del gas. Ver límite de Eddington. https://en.wikipedia.org/wiki/Eddington_luminosidad

Entonces, después de revisar algunas páginas, esas son las teorías que encontré: http://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/black-holes/

"Un posible mecanismo para la formación de agujeros negros supermasivos implica una reacción en cadena de colisiones de estrellas en cúmulos estelares compactos que da como resultado la acumulación de estrellas extremadamente masivas, que luego colapsan para formar agujeros negros de masa intermedia. Los cúmulos estelares luego se hunden para el centro de la galaxia, donde los agujeros negros de masa intermedia se fusionan para formar un agujero negro supermasivo".

Otra fuente: http://astronomy.swin.edu.au/cosmos/S/Supermassive+Black+Hole

"Los agujeros negros estelares resultan del colapso de estrellas masivas, y algunos han sugerido que los agujeros negros supermasivos se forman a partir del colapso de nubes masivas de gas durante las primeras etapas de la formación de la galaxia. Otra idea es que un agujero negro estelar consume enormes cantidades de material a lo largo de millones de años, creciendo a proporciones de agujeros negros supermasivos. Otro más, es que se forma un grupo de agujeros negros estelares y finalmente se fusionan en un agujero negro supermasivo".

@David - ¿Qué está mal exactamente?
Es poco probable que esta sea la ruta principal por la que crecen los agujeros negros más grandes, al menos inicialmente. Es difícil (a) disponer que tanto gas esté presente cerca de un agujero negro y (b) alimentarlo lo suficientemente rápido debido a la presión de radiación.
@Otariki Lo he reescrito revisando algunas fuentes más, espero que ahora tenga sentido y lamento publicar algo tan incorrecto.
Cómo se formaron los agujeros negros supermasivos ni siquiera está cerca de la ciencia establecida. Los detectores de ondas gravitacionales como LIGO podrían cambiar eso.

Hay dos teorías sobre cómo se formaron los agujeros negros súper masivos. Una es que comenzaron como varios agujeros negros estelares masivos que cayeron en el centro de las galaxias (que se estaban formando a su alrededor) y se juntaron creando un agujero negro súper masivo que vemos ahora. Otra teoría es que comenzaron como "estrellas oscuras", que son estrellas teóricas unidas por materia oscura, que puede ser mucho más grande que una estrella normal. Cuando la estrella oscura colapsa sobre sí misma, se convierte en un agujero negro súper masivo.