O buraco negro mais antigo do universo é descoberto
O Telescópio Espacial James Webb (JWST) realizou uma descoberta extraordinária: o buraco negro mais antigo já observado. Este gigantesco corpo celeste possui uma massa equivalente a 1,6 milhão de sóis e remonta a um período há 13 bilhões de anos atrás, uma época muito distante na história do universo.
Equipado com tecnologia avançada, o JWST tem a capacidade de observar os estágios iniciais do universo. Foi através deste telescópio que o imenso buraco negro foi identificado no centro da galáxia jovem GN-z11, aproximadamente 440 milhões de anos após a formação do universo.
Esse buraco negro não é uma anomalia solitária. Ele faz parte de um grupo vasto de buracos negros que se expandiram rapidamente durante o amanhecer cósmico — um período que começou cerca de 100 milhões de anos após o Big Bang, quando o universo jovem começou a emitir luz durante um bilhão de anos.
Ainda é um enigma como esses vórtices galácticos cresceram tão rapidamente logo após o nascimento do universo. Desvendar este mistério pode ajudar a entender como os buracos negros supermassivos de hoje, que são centrais em galáxias, inclusive a nossa Via Láctea, alcançaram tamanhos tão impressionantes. Esses achados foram compartilhados no início deste ano na plataforma de pré-publicação arXiv, porém ainda aguardam revisão por pares.
De acordo com Roberto Maiolino, professor de astrofísica na Universidade de Cambridge e líder do estudo, os buracos negros no universo primitivo devem ter tido uma origem ou um crescimento atípicos, diferentemente de muitos buracos negros da atualidade.
Atualmente, acredita-se que os buracos negros se formam a partir do colapso de estrelas gigantes. No entanto, independentemente de como surgem, eles crescem ao consumir incessantemente gás, poeira, estrelas e outros buracos negros. Ao fazer isso, a fricção aquece o material em espiral, fazendo-o emitir luz que pode ser detectada por telescópios, tornando-os núcleos galácticos ativos (AGN).
Os AGNs mais extremos são os quasares, buracos negros supermassivos que possuem uma massa bilhões de vezes maior que a do sol, liberando energia trilhões de vezes mais luminosa que as estrelas mais brilhantes.
Como a luz viaja a uma velocidade constante no espaço, quanto mais profundo os cientistas observam o universo, mais antiga é a luz que interceptam, permitindo-lhes ver mais atrás no tempo. Para localizar este buraco negro específico, os astrônomos utilizaram as câmeras infravermelhas do JWST (MIRI e Câmera de Infravermelho Próximo), usando seus espectrógrafos para analisar os componentes de frequência da luz.
Ao examinar esses tênues brilhos dos primeiros anos do universo, eles notaram um pico inesperado nas frequências, um sinal claro de que o material aquecido ao redor de um buraco negro estava emitindo traços de luz fracos através do cosmos.
As teorias mais aceitas para o crescimento acelerado desses buracos negros primitivos incluem o colapso súbito de grandes nuvens de gás ou múltiplas fusões entre aglomerados de estrelas e buracos negros.
Contudo, não se descarta a possibilidade de alguns desses buracos negros terem se originado de buracos negros “primordiais”, teorizados como formados logo após, ou até mesmo antes, do início do universo.
Maiolino observou que o colapso direto não é a única maneira de formar um buraco negro, pois exige condições específicas: uma nuvem maciça e intocada, ainda não influenciada por elementos pesados provenientes das primeiras estrelas, variando de 10.000 a um milhão de massas solares. Além disso, para evitar um resfriamento rápido e a formação de estrelas, a nuvem deve ser exposta à luz ultravioleta, possivelmente de uma galáxia ou buraco negro vizinho.
Portanto, há necessidade de uma situação peculiar em que a nuvem permaneça pura, mas ao mesmo tempo próxima de uma galáxia que emita uma quantidade significativa de fótons. Assim, os pesquisadores consideram que múltiplos cenários podem estar em jogo para explicar esses fenômenos. [Live Science]
