Los flujos fríos turbulentos dieron origen a los primeros cuásares

Área de la Ciencia:

• La astrofísica
• Cosmología
• Formación de agujero negro

Sus antecedentes:

• La formación de cuásares impulsados por agujeros negros supermasivos poco después del Big Bang sigue siendo un desafío astrofísico significativo.
• Las simulaciones anteriores y los modelos semianalíticos propusieron condiciones específicas como flujos fríos o enfriamiento atómico para la formación de progenitores de cuásares, pero no pudieron resolver completamente el proceso.

Objetivo del estudio:

• Para investigar un nuevo mecanismo para la formación de semillas de agujero negro masivo en el universo temprano.
• Para determinar si la formación de cuásares podría ser un resultado natural de los procesos de formación de estructuras.

Principales métodos:

• Simulando un halo experimentando la convergencia de fuertes y fríos flujos de acreción.
• Analizando el impacto de la turbulencia generada por flujos fríos en la formación de estrellas y agujeros negros.
• Investigando las condiciones requeridas para un colapso bariónico catastrófico.

Principales resultados:

• Las semillas masivas de agujeros negros se formaron sin requerir fondos ultravioleta, movimientos supersónicos o enfriamiento atómico.
• Las violentas turbulencias supersónicas impulsadas por flujos fríos impidieron la formación temprana de estrellas, lo que condujo a un colapso bariónico catastrófico.
• El proceso formó estrellas de 31.000 y 40.000 masas solares, sirviendo como semillas masivas de agujero negro.

Conclusiones:

• La formación de los primeros cuásares es una consecuencia natural de la formación de estructuras dentro de las cosmologías frías de materia oscura.
• El proceso identificado proporciona una explicación simple y robusta para la formación masiva de semillas, desafiando las nociones anteriores de entornos exóticos o finamente sintonizados.