Um raro buraco negro supermassivo encontrado escondido no alvorecer do universo poderia indicar que havia milhares mais monstros esfomeados a perseguir o cosmos primitivo do que os cientistas pensavam — e os astrónomos não têm a certeza do porquê.
O buraco negro primordial é cerca de 1 bilião de vezes a massa do nosso sol e foi encontrado no centro da galáxia COS-87259. A antiga galáxia formou-se apenas 750 milhões de anos após o Big Bang e foi avistada pelo Atacama Large Millimeter Array (ALMA), um observatório de rádio no Chile, num pequeno pedaço de céu com menos de 10 vezes o tamanho da lua cheia.
Obscurecido por debaixo de um manto de poeira de estrelas turbulenta, o buraco negro de crescimento rápido foi visto consumindo parte do seu disco de acreção de matéria em órbita enquanto lançava os restos num jacto que viajava próximo da velocidade da luz. O buraco negro monstro parece estar numa rara fase intermédia de crescimento, algures entre uma galáxia empoeirada e em formação de estrelas e um enorme buraco negro brilhantemente brilhante chamado quasar.
E o beemote cósmico poderia ser apenas um dos milhares de buracos negros inexplicavelmente grandes que espreitam sob a cobertura das nuvens do universo primitivo, sugerem os investigadores. Eles publicaram a sua descoberta no dia 24 de Fevereiro na revista Monthly Notices of The Royal Astronomical Society (abre em novo separador) .
"Francamente, explicar a existência de cerca de 15 quasares luminosos muito antigos [do mesmo período de tempo da COS-87259] foi um grande desafio para a astronomia extragaláctica, dado o quão curto é o tempo de crescimento de um buraco negro tão maciço desde o Big Bang", disse o autor principal do estudo Ryan Endsley (abre em novo separador) , um astrónomo da Universidade do Texas, Austin, ao Live Science. "Se muito cedo os buracos negros de massa solar-massa são milhares de vezes mais comuns do que pensávamos inicialmente (como implicado pela nossa descoberta, a menos que se suponha que tivemos uma sorte incrível), isto apenas agrava ainda mais o problema".
Um mistério supramassivo
Os buracos negros nascem do colapso de estrelas gigantes e crescem através do empanturrar incessantemente de gás, poeira, estrelas e outros buracos negros nas galáxias formadoras de estrelas que as contêm. Se crescerem suficientemente grandes, a fricção faz com que o material se aqueça em espiral nas serras dos buracos negros, e transformam-se em quasares — derramando os seus casulos gasosos com explosões de luz até um trilião de vezes mais luminosos do que as estrelas mais brilhantes.
Porque a luz viaja a uma velocidade fixa através do vácuo do espaço, os cientistas mais profundos olham para o universo, quanto mais remota é a luz que interceptam e mais para trás no tempo que vêem. Simulações passadas da "aurora cósmica" — a época que abrange os primeiros mil milhões de anos do universo — sugeriram que nuvens de gás frio podem ter-se fundido em estrelas gigantes que estavam condenadas a colapsar rapidamente, criando buracos negros. À medida que o universo cresceu, esses primeiros buracos negros podem ter-se fundido rapidamente com outros para semear buracos negros ainda maiores em todo o cosmos.
Mas como estas condições caóticas levaram à criação de tantos buracos negros supermassivos é um mistério; um mistério que é aprofundado pela possibilidade de as bestas terem podido contar aos milhares quando o universo tinha atingido apenas 5% da sua idade actual. Um artigo de revisão (abre em novo separador) sugeriu que os quasares grandes e brilhantes são os buracos negros mais fáceis de detectar, pelo que provavelmente são apenas a "ponta do iceberg" dos monstros escondidos no jovem cosmos.
A resposta a este enigma poderia apontar para um buraco na nossa compreensão da formação da galáxia no universo primitivo. A 22 de Fevereiro, outro grupo de astrónomos analisando dados do Telescópio Espacial The James Webb descobriu um grupo de seis galáxias &mdash gigantescas; com idades entre 500 a 700 milhões de anos após o Big Bang — que eram tão maciças que estavam em tensão com 99% dos modelos cosmológicos.
Uma possível explicação pode residir na quantidade e actividade frenética das densas nuvens "starburst" onde os primeiros buracos negros desovaram. Por exemplo, em Abril de 2022, a descoberta de outro buraco negro de rápido crescimento e transição chamado GNz7q numa galáxia de "starburst" da mesma idade que a COS-87259 mostrou que a galáxia servia estrelas recém cozidas 1.600 vezes mais depressa do que a Via Láctea de hoje. A COS-87259 cozinha a uma velocidade ligeiramente mais lenta de 1.000 vezes a actual Via Láctea, mas o seu buraco negro é 20 vezes mais maciço e brilhante do que a GNz7q.
"A descoberta tanto do COS-87259 como do GNz7q no ano passado foi super surpreendente e leva-nos a perguntar como podemos fazer sentido disto do ponto de vista da compreensão do crescimento muito precoce dos buracos negros supermassivos", disse Endsley.
