Realmente no lo sabemos. Observamos que cada galaxia tiene un agujero negro supermasivo en su centro, por lo que el de la Vía Láctea probablemente se formó de manera similar a todos los demás. Pero, actualmente hay varios modelos competidores sobre cómo se forman los agujeros negros supermasivos.
Todos estos modelos coinciden en que la gran mayoría de la masa se adquiere no en el proceso de creación inicial, sino a través de la acumulación posterior de gas y polvo. Sabemos esto porque el proceso de crecimiento implica calentar gas y polvo en discos de acreción hasta el punto de que los “cuásares” resultantes se encuentran entre los objetos más luminosos del universo, por lo que son fáciles de encontrar y estudiar. Son tan luminosos que durante mucho tiempo, los cuásares mantuvieron el registro como los objetos más distantes conocidos en astronomía. Donde los modelos actuales no están de acuerdo es en tratar de explicar cómo se formaron las “semillas” del agujero negro supermasivo inicial.
La teoría principal de la formación proviene del único proceso que sabemos que es capaz de formar un agujero negro: la explosión de una estrella masiva y moribunda. Sin embargo, las primeras estrellas en el universo en realidad eran bastante diferentes a las estrellas que ves hoy. A medida que el universo se enfría en los primeros minutos después del Big Bang, produce principalmente hidrógeno (~ 75% en masa) y helio (~ 25%), con trazas (~ 10 ^ -10) de litio y berilio. Todos los elementos más pesados se crearon mediante fusión (o, para las supernovas muy pesadas) en las estrellas, lo que significa que para las primeras estrellas, no existían.
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Podemos estimar la masa de una estrella al pensar en una competencia entre la gravedad y la temperatura. Una nube de gas a alta temperatura produce una presión externa que evita el colapso, y se forma una estrella al unir la masa hasta que la gravedad supera esta presión. Una nube de baja temperatura colapsará a una masa más baja, produciendo una estrella de menor masa.
Resulta que el hidrógeno y el helio son muy ineficientes en el enfriamiento, mientras que incluso las fracciones pequeñas de los elementos más pesados producidos en las estrellas son mucho más eficientes. Como resultado, las temperaturas son mucho más altas, y estas primeras estrellas pueden haber tenido hasta 1000 veces la masa del Sol, mucho más masiva que las estrellas de secuencia principal en la actualidad. La teoría principal para la formación de agujeros negros supermasivos es que estas primeras estrellas masivas se formaron temprano, explotaron y dejaron las semillas que eventualmente se convirtieron en los agujeros negros supermasivos que vemos en los centros de las galaxias.
Por otro lado, hemos encontrado agujeros negros supermasivos con masas muy altas menos de mil millones de años después del Big Bang, y no está claro si estas pequeñas semillas pueden crecer tan grandes tan rápido. Como resultado, los astrofísicos también consideran modelos en los que se pueden formar semillas de agujeros negros antes o con masas más altas de lo que es posible a partir de las primeras estrellas. Una posibilidad es el colapso directo del gas en un agujero negro, lo que ahorra tiempo al omitir por completo la fase estelar y tal vez comenzar a masas mucho más altas. Otra posibilidad implicaría introducir una nueva física de partículas que podría producir agujeros negros directamente en el universo primitivo. Probablemente hay una docena de ideas que actualmente se consideran alternativas a las primeras estrellas. Por el momento, sin embargo, el único proceso que se confirma que puede producir un agujero negro comienza con una estrella masiva, por lo que esa es probablemente nuestra mejor opción.
Por lo tanto, nuestra mejor respuesta actual a su pregunta es probablemente que nuestro agujero negro supermasivo comenzó como una de las primeras estrellas en formarse en nuestra galaxia, de 100 a 1000 veces la masa del Sol, con el resto de los 4.1 millones de masas solares agregadas a través de acreción posterior.
