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¿Está la materia obscura formada por agujeros negros primordiales?

Autor/es: E. Mediavilla, J. Jiménez-Vicente, J. A. Muñoz, H. Vives-Arias and J. Calderón-Infante

Referencia: 2017 ApJL 836 L18 | Enlace

Función de densidad de probabilidad (PDF) para la abundancia (alfa = 1 significa que toda la masa de las galaxias está en microlentes) y masa de las microlentes, obtenida a partir del análisis de datos de microlensing de 24 quásares con imágenes múltiples causadas por el efecto lente gravitatoria. Obsérvese que la probabilidad de encontrar objetos en el rango de masas y abundancias necesarias para explicar la materia obscura en términos de agujeros negros masivos es muy baja.
Función de densidad de probabilidad (PDF) para la abundancia (alfa = 1 significa que toda la masa de las galaxias está en microlentes) y masa de las microlentes, obtenida a partir del análisis de datos de microlensing de 24 quásares con imágenes múltiples causadas por el efecto lente gravitatoria. Obsérvese que la probabilidad de encontrar objetos en el rango de masas y abundancias necesarias para explicar la materia obscura en términos de agujeros negros masivos es muy baja.
La búsqueda de la materia obscura es uno de los esfuerzos más importantes de la Física actual. La falta de evidencia experimental que nos permita identificar la materia obscura con una u otra de las nuevas partículas elementales predichas por los teóricos, y el reciente descubrimiento de ondas gravitatorias por el experimento LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory), han renovado el interés en la posibilidad de que la materia obscura esté formada por agujeros negros primordiales. Si hubiera un número apreciable de agujeros negros en los halos de las galaxias, algunos de ellos podrían interceptar la luz que viene hacia nosotros desde un quásar distante, causando un aumento en el brillo aparente del quásar. Este efecto, microlensing, es sensible a cualquier tipo de objetos compactos en la galaxia lente, a su abundancia y a su masa. El análisis de los datos de microlensing en el óptico y en rayos X de 24 quásares con imágenes múltiples causadas por el efecto lente, revela que el impacto del microlensing es relativamente débil, como se esperaría en el caso de objetos con una masa entre 0,05 y 0,45 veces la del Sol, muy por debajo de la de los agujeros negros de masa intermedia. Además estas microlentes forman aproximadamente el 20% de la masa total de una galaxia, equivalente a la masa que se espera encontrar en estrellas. Por lo tanto, estos resultados muestran con alta probabilidad que los responsables del microlensing observado son estrellas normales y no agujeros negros de masa intermedia. Consecuentemente, es muy improbable que agujeros negros con masas entre 10 y 100 veces la del Sol constituyan una fracción significativa de la materia obscura y, por esta razón, es también muy improbable que los agujeros negros detectados por LIGO sean agujeros negros primordiales.

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