Inglês 
Espanhol 
5 min de leitura 
0 comentários 
Observado apenas 700 milhões de anos após o Big Bang, o buraco negro com cerca de 50 milhões de massas solares foi identificado quase sem estrelas ao redor, em uma galáxia com baixa massa estelar, levantando dúvidas centrais sobre os modelos clássicos de formação de galáxias e crescimento de buracos negros no universo primitivo
O James Webb Space Telescope revelou a existência de um buraco negro com cerca de 50 milhões de massas solares, observado 700 milhões de anos após o Big Bang, praticamente isolado de estrelas na galáxia Abell 2744-QSO1, um cenário que desafia os modelos tradicionais de formação cósmica.
Um objeto inesperado no universo primitivo
Astrônomos não esperam encontrar estruturas cósmicas plenamente desenvolvidas quando observam o universo primitivo. Em geral, as primeiras imagens mostram pequenas galáxias, estrelas jovens e buracos negros ainda em crescimento lento e progressivo.
No entanto, as observações recentes do telescópio espacial James Webb identificaram um objeto que foge completamente desse padrão. Trata-se de um buraco negro gigantesco, com massa equivalente a aproximadamente 50 milhões de vezes a do Sol.
-
O primeiro trilionário da história, Elon Musk, abre o bolso e paga o equivalente a R$ 306 bilhões, ou US$ 60 bilhões, pela startup de programação com inteligência artificial Cursor, em mais uma aposta na IA feita por meio da SpaceX, sua empresa de foguetes
-
O futuro dos computadores pode mudar antes do esperado: Amazon aposta em computação quântica comercial em até sete anos, enquanto qubits, chip Ocelot, IA e simulações científicas entram no centro da nova corrida das big techs
-
O que uma vacina contra Covid-19 tem a ver com infarto e AVC? Estudo com mais de 1 milhão de veteranos revela uma ligação inesperada entre imunização, coração e idosos acima de 75 anos
-
Helicópteros despejam 6.000 troncos em 38 km de rios remotos de Washington para reverter décadas em que biólogos retiravam madeira da água achando que faziam o certo
Esse objeto foi localizado na galáxia Abell 2744-QSO1, existente apenas 700 milhões de anos após o Big Bang. O dado surpreende porque esse intervalo de tempo é considerado curto para a formação de estruturas tão massivas.
Além da massa extrema, outro fator chama atenção. A galáxia hospedeira apresenta uma quantidade extremamente baixa de estrelas, insuficiente para explicar o crescimento do buraco negro segundo as teorias aceitas atualmente.
Contradição com os modelos tradicionais
Na astrofísica padrão, a formação de buracos negros está intimamente ligada à evolução estelar. Estrelas surgem do colapso de nuvens de gás e, somente após esgotarem seu combustível, as mais massivas podem colapsar e formar buracos negros.
Ao longo de bilhões de anos, esses objetos crescem ao absorver gás e ao se fundir com outros buracos negros. Esse processo gradual é o que dificulta explicar a presença de buracos negros extremamente massivos no universo jovem.
No caso de QSO1, a contradição é ainda maior. A baixa massa estelar da galáxia indica que não houve formação suficiente de estrelas para alimentar ou originar um buraco negro desse porte.
Segundo os autores do estudo, isso cria um impase fundamental. O buraco negro parece ter atingido uma massa gigantesca sem que uma galáxia convencional tivesse se formado ao seu redor.
Uma hipótese antiga volta ao debate
Para investigar o fenômeno, os pesquisadores recorreram a uma hipótese teórica proposta na década de 1970 por Stephen Hawking e Bernard Carr: os chamados buracos negros primordiais.
Diferentemente dos buracos negros formados a partir de estrelas, esses objetos teriam surgido diretamente de flutuações extremas de densidade logo após o Big Bang. A maioria, se existiu, teria sido pequena e de curta duração.
O estudo avaliou, porém, se uma pequena fração desses buracos negros poderia ter sobrevivido e crescido rapidamente sob condições específicas no universo inicial.
Pesquisadores liderados por Boyuan Liu, da University of Cambridge, desenvolveram simulações mais sofisticadas do que as usadas anteriormente para testar essa possibilidade.
Simulações e compatibilidade com observações
As simulações começaram com um buraco negro primordial já massivo, com cerca de 50 milhões de massas solares. A partir disso, os modelos acompanharam o comportamento do gás ao redor, a formação posterior de estrelas e o retorno de material ao buraco negro após explosões estelares.
Diferentemente de abordagens simplificadas, os novos modelos consideraram múltiplos processos interagindo simultaneamente, incluindo fluxos de gás, formação estelar e reciclagem de matéria.
Quando os resultados foram comparados com os dados reais do James Webb, os pesquisadores encontraram uma correspondência próxima. Isso incluiu não apenas a massa final do buraco negro, mas também o número reduzido de estrelas e os elementos químicos observados em torno de QSO1.
De acordo com Liu, essas observações tornam mais plausível a hipótese de buracos negros primordiais massivos, diante da dificuldade dos modelos tradicionais em reproduzir o cenário observado.
Limitações e questões em aberto
Os autores destacam que o estudo não prova que o buraco negro de QSO1 seja primordial. Ele apenas demonstra que essa origem é compatível com os dados disponíveis até agora.
Ainda assim, há desafios importantes. Simulações clássicas de buracos negros primordiais raramente produzem objetos maiores que um milhão de massas solares, valor muito inferior aos cerca de 50 milhões observados.
Isso indica que, sob pressupostos convencionais, esses buracos negros teriam dificuldade em crescer rapidamente o suficiente. Uma possibilidade discutida é que eles tenham se formado em aglomerados densos, facilitando fusões rápidas e ganho acelerado de massa.
Outra questão não resolvida envolve a necessidade de intensos surtos de radiação de alta energia para a formação desses objetos, fontes que ainda não foram identificadas nas proximidades de QSO1.
Próximos passos da pesquisa
Os pesquisadores pretendem aprimorar as simulações e compará-las com futuras descobertas do James Webb. A identificação de mais galáxias semelhantes a QSO1 pode fornecer evidências decisivas sobre a origem de buracos negros extremamente massivos.
Caso esses objetos sejam encontrados em maior número, a ideia de que alguns dos maiores buracos negros do universo não são produtos finais de estrelas, mas relíquias do início do cosmo, pode ganhar força.
O estudo foi publicado no arXiv, onde detalha os resultados e as limitações atuais do modelo, mantendo o debate aberto sobre a formação dos primeiros gigantes cómicos.
O artigo foi elaborado com base em informações divulgadas pelos autores do estudo liderado por Boyuan Liu, da University of Cambridge, a partir de observações do James Webb Space Telescope, com resultados apresentados em artigo científico disponibilizado na plataforma arXiv.
-
-
-
-
6 pessoas reagiram a isso.