Os pesquisadores descobriram o buraco negro mais antigo já observado, datado do início do universo, e descobriram que ele está “comendo” sua galáxia hospedeira até a morte.
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A equipe internacional, liderada pela Universidade de Cambridge, utilizou o Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA/ESA/CSA para detectar o buraco negro, que data de 400 milhões de anos após o Big Bang, há mais de 13 mil milhões de anos. Os resultados, que o autor principal, professor Roberto Maiolino, diz serem “um salto gigante em frente”, são relatados na revista Nature.
O fato deste buraco negro surpreendentemente massivo – alguns milhões de vezes a massa do nosso Sol – existir tão cedo no Universo desafia as nossas suposições sobre como os buracos negros se formam e crescem. Os astrônomos acreditam que os buracos negros supermassivos encontrados no centro de galáxias como a Via Láctea cresceram até ao tamanho atual ao longo de milhares de milhões de anos. Mas o tamanho deste buraco negro recém-descoberto sugere que podem formar-se de outras formas: podem “nascer grandes” ou podem comer matéria a uma taxa cinco vezes superior à que se pensava ser possível.
De acordo com os modelos padrão, os buracos negros supermassivos se formam a partir de restos de estrelas mortas, que entram em colapso e podem formar um buraco negro com cerca de cem vezes a massa do Sol. Se crescesse da forma esperada, este buraco negro recentemente detectado levaria cerca de 1 bilhão de anos a atingir o tamanho observado. No entanto, o Universo ainda não tinha ainda 1 bilhão de anos quando este buraco negro foi detectado.
“É muito cedo no Universo para ver um buraco negro desta massa, por isso temos de considerar outras formas de formação,” disse Maiolino, do Laboratório Cavendish de Cambridge e do Instituto Kavli de Cosmologia. “As galáxias muito antigas eram extremamente ricas em gás, por isso teriam sido como um buffet para buracos negros.”
Como todos os buracos negros, este jovem buraco negro está devorando material da sua galáxia hospedeira para alimentar o seu crescimento. No entanto, descobriu-se que este antigo buraco negro devora matéria com muito mais vigor do que os seus irmãos em épocas posteriores.
A jovem galáxia hospedeira, chamada GN-z11, brilha a partir de um buraco negro tão energético no seu centro. Os buracos negros não podem ser observados diretamente, mas em vez disso são detectados pelo brilho revelador de um disco de acreção giratório, que se forma perto das bordas de um buraco negro. O gás no disco de acreção fica extremamente quente e começa a brilhar e a irradiar energia na faixa ultravioleta. Este forte brilho é a forma como os astrônomos conseguem detectar buracos negros.
GN-z11 é uma galáxia compacta, cerca de cem vezes menor que a Via Láctea, mas o buraco negro provavelmente está prejudicando o seu desenvolvimento. Quando os buracos negros consomem muito gás, eles empurram o gás para longe como um vento ultrarrápido. Este “vento” poderia parar o processo de formação de estrelas, matando lentamente a galáxia, mas também mataria o próprio buraco negro, pois também cortaria a fonte de “alimento” do buraco negro.
Maiolino afirma que o salto gigantesco proporcionado pelo Telescópio James Webb torna este o momento mais emocionante de sua carreira. “É uma nova era: o salto gigante na sensibilidade, especialmente no infravermelho, é como passar do telescópio de Galileu para um telescópio moderno durante a noite”, disse ele. “Antes de Webb ficar online, pensei que talvez o universo não fosse tão interessante quando você vai além do que poderíamos ver com o Telescópio Espacial Hubble. Mas não foi esse o caso: o universo tem sido bastante generoso no que é. nos mostrando, e isso é apenas o começo.”
Maiolino diz que a sensibilidade do Telescópio James Webb significa que buracos negros ainda mais antigos poderão ser encontrados nos próximos meses e anos. Maiolino e a sua equipe esperam usar observações futuras do James Webb para tentar encontrar “sementes” mais pequenas de buracos negros, o que pode ajudá-los a desvendar as diferentes formas como os buracos negros podem formar-se: quer comecem grandes ou cresçam rapidamente.
Artigo publicado na Nature e matéria postada em Phys.Org
