Unos milisegundos después del Big Bang, el universo era un caos aparente. Mientras las partículas se fusionaban y volvían a separarse, ondas de presión increíblemente fuertes recorrían el cosmos primitivo. Presionaron las partículas tan fuertemente unas contra otras que se formaron agujeros negros, hoy llamados agujeros negros primordiales por los astrofísicos.

¿Qué impacto tuvieron estos agujeros negros en la formación de las primeras estrellas, unos cien millones de años después? El Modelo Estándar supone que los agujeros negros de aquella época favorecieron la formación de estructuras tipo halo mediante su atracción gravitatoria como núcleos de condensación, de forma similar a como se forman las nubes a partir de partículas de polvo. Esto favorece la formación de estrellas, ya que estas estructuras sirvieron más tarde como el andamiaje que ayudó a la materia a unirse para formar las primeras estrellas y galaxias. Sin embargo, un agujero negro calienta el gas infalible. Esto hace que se forme un disco de acreción caliente alrededor del agujero negro, que a su vez ioniza y calienta el gas circundante. Esto es un inconveniente para la formación de estrellas, ya que se necesita gas frío, no caliente, para comprimirlo lo suficiente como para que se produzcan las primeras fusiones nucleares y se encienda una estrella.

Las simulaciones con superordenadores ayudaron a estudiar esta cuestión cósmica, por ejemplo, en el superordenador Stampede2 del Texas Advanced Computing Center (TACC), perteneciente a la Universidad de Texas en Austin. «Descubrimos que la imagen estándar de la formación de la primera estrella no cambia realmente por los agujeros negros primordiales», dice Boyuan Liu, investigador postdoctoral de la Universidad de Cambridge. Liu es el autor principal de un artículo publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. «Descubrimos que estos dos efectos -el calentamiento de los agujeros negros y la siembra- casi se anulan mutuamente, y los efectos sobre la formación estelar son finalmente pequeños», afirma Liu. Dependiendo de qué efecto predomine, la formación de estrellas por parte de los agujeros negros primordiales puede acelerarse, retrasarse o impedirse. «Por esta razón, los agujeros negros primordiales pueden seguir siendo importantes», añade.

Pero también hay otros efectos. La investigación también sugiere que los agujeros negros primordiales interactuaron con las primeras estrellas, produciendo ondas gravitacionales. «También podrían desencadenar la formación de agujeros negros supermasivos. Tenemos previsto investigar estos aspectos en estudios de seguimiento», afirma Liu.