Um artigo submetido este mês ao periódico científico Astrophysical Journal Letters, disponível no servidor de pré-impressão arXiv, descreve uma descoberta que, se confirmada, pode representar uma revolução no estudo dos buracos negros supermassivos.

Segundo os autores do estudo, eles podem ter encontrado a primeira evidência de “sementes” desses monstros cósmicos no universo primitivo, o que ajudaria a explicar como alguns desses misteriosos objetos com massas equivalentes a milhões ou até mesmo bilhões de vezes a do Sol cresceram rápido o suficiente para existir menos de 1 bilhão de anos após o Big Bang.

Potencialmente, essas “sementes” são buracos negros com cerca de 40 milhões de vezes mais massa que o Sol. Acredita-se que esses “embriões” se formem a partir do colapso direto de nuvens de gás, diferentemente de um buraco negro típico que nasce quando uma estrela massiva chega ao fim de sua vida e colapsa sob sua própria gravidade. 

Modelos teóricos de galáxias para hospedar essas sementes de buracos negros supermassivos são referidas como Galáxias de Buracos Negros Descomunais (OBGs). Elas estariam a 13,8 bilhões de anos-luz daqui, e seriam vistas por observatórios espaciais como pareciam na infância do Universo.

Dois telescópios da NASA fornecerem dados para a pesquisa

Ao que tudo indica, dois equipamentos da NASA, finalmente, conseguiram obter uma dessas visões. É o que diz o novo estudo, conduzido por uma equipe internacional de cientistas liderada pelo pesquisador do Centro de Astrofísica Harvard e Smithsonian, Akos Bogdán.

Enquanto os cientistas investigavam um quasar em uma galáxia chamada UHZ1 usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) e o Observatório de Raios-X Chandra, eles perceberam um objeto com massa característica de buracos negros. Segundo Bogdán, os dados combinados do JWST e do Chandra eram consistentes com o que seria esperado de um OBG. 

As emissões de raios-X captadas pelo Chandra indicaram um dessas anomalias cósmicas “crescendo” associado ao quasar, o que foi particularmente convincente para identificar a galáxia circundante como um OBG.

Os pesquisadores também compararam suas observações com simulações do crescimento rápido de sementes de buracos negros supermassivos, descobrindo que havia uma boa correspondência.

“Como primeiro candidato a OBG, a galáxia UHZ1 fornece evidências convincentes para a formação de sementes iniciais supermassivas a partir do colapso direto no Universo primitivo”, diz o artigo.

Estudo sobre “sementes” de buracos negros supermassivos tem limitações

Os próprios autores apontam as limitações em sua pesquisa e pedem cautela ao extrapolar que o crescimento do buraco negro dentro da galáxia UHZ1 atingiu o status de supermassivo. Eles também enfatizam que a possibilidade de tal crescimento dependeria muito do ambiente em que uma semente potencial se encontra, com quantidades abundantes de gás e poeira necessárias para suportar seu crescimento.

Ainda há muito mais para se investigar antes que uma população de sementes de buracos negros possa ser confirmada e uma conexão com poços gravitacionais supermassivos no universo infantil possa ser estabelecida, mas essa descoberta recente pode ser um passo na direção certa.

“À medida que o JWST detecta mais buracos negros [distantes e precoces] nos próximos ciclos, planejamos analisar essas fontes, investigar possíveis contrapartes de raios-X com o Chandra e desenvolver uma compreensão mais profunda dos OBGs e da física de semeadura pesada”, disse Bogdán ao site Space.com.