24/02/2023 - 10:38
Astrônomos da Universidade do Texas e da Universidade do Arizona (ambas nos EUA) descobriram um buraco negro em rápido crescimento em uma das galáxias mais extremas conhecidas no início do universo. A descoberta da galáxia e do buraco negro em seu centro fornece novas pistas sobre a formação dos primeiros buracos negros supermassivos. O novo trabalho foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
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Usando observações feitas com o Atacama Large Millimeter Array (ALMA), um rádio-observatório localizado no Chile, a equipe determinou que a galáxia, chamada COS-87259, contendo este novo buraco negro supermassivo é muito extrema, formando estrelas a uma taxa 1.000 vezes maior que a da Via Láctea e contendo mais de um bilhão de massas solares em poeira interestelar. A galáxia brilha tanto com essa explosão intensa de formação estelar quanto com o crescente buraco negro supermassivo em seu centro.
O buraco negro é considerado um novo tipo de buraco negro primordial – fortemente envolto por “poeira” cósmica, fazendo com que quase toda a sua luz seja emitida na faixa do infravermelho médio do espectro eletromagnético. Os pesquisadores também descobriram que esse crescente buraco negro supermassivo (frequentemente referido como um núcleo galáctico ativo) está gerando um forte jato de material movendo-se próximo à velocidade da luz através da galáxia hospedeira.
Mistério científico
Hoje, buracos negros com massas milhões a bilhões de vezes maiores que a do nosso Sol estão no centro de quase todas as galáxias. Como esses buracos negros supermassivos se formaram pela primeira vez permanece um mistério para os cientistas, principalmente porque vários desses objetos foram encontrados quando o universo era muito jovem. Como a luz dessas fontes demora tanto para chegar até aqui, nós as vemos como eram no passado; neste caso, apenas 750 milhões de anos após o Big Bang, que é aproximadamente 5% da idade atual do universo.
O que é particularmente surpreendente sobre esse novo objeto é que ele foi identificado em um trecho relativamente pequeno do céu normalmente usado para detectar objetos semelhantes – menos de 10 vezes o tamanho da Lua cheia. Isso sugere que pode haver milhares de fontes semelhantes no próprio universo primitivo. Trata-se de algo completamente inesperado em relação aos dados anteriores.
A única outra classe de buracos negros supermassivos que conhecemos no início do universo são os quasares, buracos negros ativos que a poeira cósmica não consegue obscurecer. Esses quasares são extremamente raros em distâncias semelhantes à da galáxia COS-87259, com apenas algumas dezenas localizados em todo o céu. A surpreendente descoberta da COS-87259 e seu buraco negro levanta várias questões sobre a abundância dos primeiros buracos negros supermassivos, bem como os tipos de galáxias em que eles normalmente se formam.
Compreensão melhor
Ryan Endsley, o principal autor do artigo e agora bolsista de pós-doutorado na Universidade do Texas em Austin, disse: “Esses resultados sugerem que os primeiros buracos negros supermassivos eram muitas vezes fortemente obscurecidos pela poeira, talvez como consequência da intensa atividade de formação de estrelas em suas galáxias hospedeiras. Isso é algo que outros vêm prevendo há alguns anos, e é muito bom ver a primeira evidência observacional direta apoiando esse cenário”.
Tipos semelhantes de objetos foram encontrados no universo atual mais local, como Arp 299. Nesse sistema, duas galáxias colidem gerando uma intensa explosão estelar, bem como um pesado obscurecimento do crescente buraco negro supermassivo em uma das duas galáxias.
Endsley acrescentou: “Embora ninguém esperasse encontrar esse tipo de objeto no início do universo, sua descoberta dá um passo para a construção de uma compreensão muito melhor de como buracos negros com massas de bilhões de massas solares foram capazes de se formar tão cedo na vida do universo, bem como as galáxias mais massivas evoluíram primeiro”.
