El argumento de Sołtan es una teoría astrofísica delineada en 1982 por el astrónomo polaco Andrzej Sołtan . Sostiene que si los cuásares se alimentaran mediante la acreción en un agujero negro supermasivo , entonces dichos agujeros negros supermasivos deben existir en nuestro universo local como cuásares "muertos".
Ya en 1969, Donald Lynden-Bell escribió un artículo en el que sugería que se habían encontrado "cuásares muertos" en el centro de la Vía Láctea y las galaxias cercanas, argumentando que, dada la cantidad de cuásares, las luminosidades, las distancias y la eficiencia de la acreción en una "garganta de Schwarzschild" a través de la última órbita circular estable (nótese que el término agujero negro se había acuñado solo dos años antes y todavía estaba ganando uso popular), existían aproximadamente 10 10 cuásares en el universo observable . Lynden-Bell atribuyó esta densidad numérica de "cuásares muertos" a los objetos con una alta relación masa-luz que se encuentran en el centro de las galaxias. Este es esencialmente el argumento de Sołtan, aunque falta la conexión directa entre las masas de los agujeros negros y las funciones de luminosidad de los cuásares. En el artículo, Lynden-Bell también sugiere algunas ideas radicales que ahora están completamente integradas en la comprensión moderna de la astrofísica, incluido el modelo de que los discos de acreción están sostenidos por campos magnéticos , que los rayos cósmicos extragalácticos se aceleran en ellos y estima con un orden de magnitud las masas de varios de los agujeros negros supermasivos más cercanos, incluidos los de la Vía Láctea , M31 , M32 , M81 , M82 , M87 y NGC 4151. [ 1]
Trece años después, Sołtan demostró explícitamente que la luminosidad ( ) de los cuásares se debía a la tasa de acreción de masa en los agujeros negros dada por:
dónde
Dado el número de cuásares observados en varios corrimientos al rojo , pudo derivar una densidad de energía integrada debido a la salida del cuásar. Dado que los observadores en la Tierra están limitados por el flujo, siempre hay más cuásares que los observados y, por lo tanto, la densidad de energía que derivó es un límite inferior . Obtuvo el valor de aproximadamente 10 −10 ergios por metro cúbico . [3]
Sołtan calculó la densidad de masa del material acretado, ya que está directamente relacionada con la densidad de energía de la luz del cuásar. Obtuvo un valor de aproximadamente 10 14 masas solares por gigapársec cúbico . Esta masa estaría distribuida de forma discreta (ya que los cuásares son fuentes puntuales); dada una masa media de aproximadamente diez millones de masas solares, sería estadísticamente probable que un "cuásar muerto" estuviera a unos pocos megapársecs de la Tierra. [3]
En esa época ya se acumulaban pruebas de que se habían encontrado agujeros negros supermasivos en el centro de las grandes galaxias, que se distribuyen a una distancia de aproximadamente un megaparsec entre sí. Este argumento constituía una prueba razonable de que los agujeros negros supermasivos fueron en algún momento cuásares ultraluminosos.
Las primeras estimaciones cuantitativas de la densidad de masa de los agujeros negros supermasivos fueron entre 5 y 10 veces superiores a la estimación de Sołtan. [4] Esta discrepancia se resolvió en 2000 mediante el descubrimiento de la relación M–sigma , que mostró que la mayoría de las masas de los agujeros negros publicadas anteriormente eran erróneas. [5]
A partir de 2008, las mejores restricciones para la masa de un agujero negro supermasivo por megaparsec cúbico en el universo local derivadas del argumento de Sołtan se encuentran entre 2 y 5 x 10 5 masas solares. Este valor es consistente con las observaciones de la masa de los agujeros negros supermasivos locales. [6]
