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Encontradas pistas para o nascimento de buracos negros supermassivos

Usando dados de três telescópios espaciais, investigadores deram um passo importante na descoberta de como se desenvolvem estes gigantes cósmicos.
Ilustração artística representando uma possível semente para a formação de um buraco negro supermassivo. Foto de: NASA/CXC/M. Weiss.

Uma equipa de astrofísicos italianos deu um passo importante na descoberta de como se formam buracos negros supermassivos, ao identificar dois objetos que podem estar na sua origem. Ao longo de anos, os astrónomos têm debatido como é que a primeira geração de buracos negros supermassivos se formou de forma tão rápida (em termos relativos) depois do Big Bang.

Os dois candidatos a “sementes” dos buracos negros foram observados menos de mil milhões de anos depois do Big Bang e tinham uma massa inicial cerca de 100 000 vezes maior que o Sol. “A nossa descoberta, se for confirmada, poderia explicar como é que nasceram estes buracos negros monstruosos” afirmou Fabio Pacucci, o principal autor do estudo.

O grupo usou modelos de computador e um novo método de análise aos dados de três fontes: o observatório Chandra de raios-X da NASA, do telescópio espacial Hubble (da NASA e da Agência Europeia Espacial, ESA, a sigla em inglês) e do telescópio espacial Spitzer da NASA.

Uma das duas sementes de buracos negros supermassivos detetadas, catalogada como OBJ29323, observada pelo telescópio espacial Chandra da NASA. As propriedades dos dados de raios-X são as mesmas que foram previstas pelos modelos da equipa italiana. Foto de: NASA/CXC/Scuola Normale Superiore/Pacucci.

Há duas principais teorias que explicam a formação de buracos negros supermassivos no início do Universo. A primeira assume que estas “sementes” cresceram a partir de buracos negros com uma massa entre 10 a 100 vezes maior que o Sol, tal como esperado para o colapso de uma estrela massiva. As sementes dos buracos negros, segundo esta teoria, cresceram, fundindo-se com outros buracos negros menores e absorvendo gás que os rodeia. No entanto, estes teriam de crescer a uma velocidade anormalmente elevada para alcançar a massa dos buracos negros supermassivos.

Estes novos resultados apoiam um outro cenário, em que pelo menos algumas sementes de buracos negros supermassivos se formaram diretamente quando a nuvem de gás massivo colapsa. Desta forma, o crescimento dos buracos negros terá recebido um impulso inicial e crescido mais rapidamente no início, para a partir daí continuar a crescer a uma velocidade normal.

Andrea Grazian, co-autor do estudo, afirmou que “as sementes de buracos negros são extremamente difíceis de encontrar e confirmar a sua deteção é muito difícil. No entanto, achamos que a nossa pesquisa descobriu os dois melhores candidatos até agora”.

Uma das duas sementes de buracos negros supermassivos detetadas, catalogada como OBJ29323, observada pelo telescópio espacial Hubble. Foto de: NASA/STScI/ESA.

Serão feitas agora novas observações para confirmar a natureza dos candidatos da sementes de buracos negros e vão continuar as buscar por outros candidatos. O observatório conjunto da NASA, da ESA e da CSA e o futuro telescópio europeu, ambos em construção, irão ajudar a prosseguir a investigação neste campo.

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