Buracos negros poderosos e próximos podem ajudar a explicar as origens do Universo

Poderia um buraco negro revelar pistas sobre a época da reionização?

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A galáxia Haro 11. Como Tololo 0440-381, esta galáxia próxima emite um tipo de radiação que os cientistas pensam que se assemelha às características das primeiras estrelas do Universo. Haro 11 está a cerca de 300 milhões de anos-luz de distância na constelação Escultor. Créditos: ESA / Hubble Space Telescope / OES / NASA.

Por Doris Elin Salazar
Publicado na Live Science

Galáxias próximas e seus buracos negros podem conter as respostas para as questões existenciais que permanecem sem resposta sobre o início do Universo.

Um buraco negro dentro de uma galáxia próxima chamada Tololo 0440-381 tem um brilho cerca de um milhão de vezes maior que o Sol, descobriram pesquisadores da Universidade de Iowa (EUA) em um novo estudo. Este objeto sugere que buracos negros poderosos podem ter desempenhado um papel importante na evolução cósmica, afirma a equipe neste trabalho.

Centenas de milhares de anos após o Big Bang, o Universo foi transparente por algum tempo, mas não tinha estrelas. Essas eras das trevas terminaram cerca de 400.000 anos após o Big Bang, quando as primeiras estrelas começaram a se formar e a luz inundou o jovem cosmos.

Essas primeiras estrelas eram colossais, cerca de 30 a 300 vezes mais massivas que o nosso Sol e milhões de vezes mais brilhantes, de acordo com o Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA. Essas poderosas fornalhas estelares queimaram por apenas alguns milhões de anos antes de explodir como supernovas.

Embora suas vidas fossem curtas e extremas, essas primeiras estrelas tiveram um tremendo impacto em nosso Universo moderno. As explosões de alta energia liberaram uma enorme quantidade de energia no espaço; energia poderosa o suficiente para dividir os átomos de hidrogênio em elétrons e prótons, estabelecendo um novo período na história do Universo: a Época da Reionização, que surgiu com as primeiras estrelas e galáxias do Universo e durou até cerca de um bilhão de anos após o Big Bang.

Este gráfico mostra uma linha do tempo do Universo com base na teoria do Big Bang e nos modelos de inflação. Créditos: NASA / WMAP.

Os detalhes de exatamente como tudo isso aconteceu ainda não estão claros, no entanto. O Telescópio Espacial James Webb chegou ao seu último lar no espaço essa semana no dia 24 de janeiro e os cientistas pretendem usar seus instrumentos de próxima geração para ajudar a responder a essas perguntas sobre a adolescência do Universo. Enquanto isso, no entanto, esses pesquisadores estão trabalhando nessa questão estudando galáxias próximas com instrumentos já em pleno funcionamento.

Usando dados coletados pelo Observatório de Raios-X Chandra da NASA em fevereiro de 2021, a equipe identificou o poderoso buraco negro dentro de Tololo 0440-381 e encontrou semelhanças com as primeiras estrelas que alimentaram a Época da Reionização.

“A implicação é que os fluxos de buracos negros podem ser importantes para permitir o escape da radiação ultravioleta das galáxias que reionizaram o meio intergaláctico”, disse o autor do estudo, Phil Kaaret, professor e presidente do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Iowa (EUA) em uma declaração sobre o novo estudo.

“Ainda não podemos ver as fontes que realmente alimentaram a reionização do Universo porque estão muito distantes”, disse Kaaret. “Olhamos para uma galáxia próxima com propriedades semelhantes às galáxias que se formaram no início do Universo. Uma das principais razões pelas quais o Telescópio Espacial James Webb foi construído foi tentar ver as galáxias que hospedam as fontes que realmente alimentaram a reionização do Universo”.

O novo estudo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.