Astrônomos que utilizam o Telescópio Espacial James Webb (JWST) fizeram uma descoberta intrigante: buracos negros supermassivos que alimentam quasares no início do universo, mas em regiões inesperadamente vazias de matéria. A pesquisa, que olhou para o cosmos 13 bilhões de anos no passado, revelou esses quasares surpreendentemente isolados, o que desafia as teorias atuais sobre o crescimento dos buracos negros em ambientes densos logo após o Big Bang.
A descoberta levanta questões fundamentais, uma vez que, de acordo com o conhecimento científico, buracos negros supermassivos dependem de grandes quantidades de matéria para crescer. Esses objetos, que possuem massas equivalentes a milhões ou até bilhões de vezes o nosso Sol, foram observados em uma época em que o universo tinha entre 600 e 700 milhões de anos. A pesquisa analisou cinco dos quasares mais antigos conhecidos, e, surpreendentemente, alguns estavam localizados em regiões onde mal havia material para alimentá-los.
“É difícil explicar como esses quasares cresceram tanto se parecem estar em regiões praticamente desertas”, comentou a física Anna-Christina Eilers, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), que liderou o estudo. Os resultados desafiam a noção de que os quasares estão, necessariamente, em áreas altamente densas do universo primordial, com alguns desses buracos negros supermassivos situados “no meio do nada”.
Buracos negros supermassivos são conhecidos por se formarem no coração de grandes galáxias no universo moderno, mas sua origem é um mistério. Diferente dos buracos negros de massa estelar, que nascem da morte de estrelas massivas, os supermassivos precisariam de um mecanismo diferente para crescer tão rapidamente. Modelos sugerem que fusões progressivas de buracos negros menores poderiam formar esses gigantes, mas tal processo levaria bilhões de anos, um tempo muito maior do que os dados obtidos pelo JWST indicam.
A equipe por trás da pesquisa utilizou o JWST para criar um mosaico detalhado de imagens dos campos de quasares, ampliando os horizontes de observação e permitindo estudar as galáxias vizinhas a esses objetos. O que encontraram foi um cenário altamente variável: enquanto alguns quasares estavam cercados por até 50 galáxias, outros tinham apenas duas em sua vizinhança imediata, algo que desafia a lógica, considerando que ambos se formaram na mesma era e possuem características físicas semelhantes.
Essas observações abalam os modelos tradicionais de crescimento de buracos negros supermassivos, que sugerem que esses objetos crescem em regiões densas de matéria, como filamentos de uma teia cósmica de matéria escura. Essa teia, segundo as teorias, seria responsável por guiar gás e poeira para essas regiões densas, facilitando a formação de galáxias e buracos negros gigantes.
O estudo aponta que os buracos negros em quasares de regiões menos densas podem ter experimentado “picos de crescimento” que ainda não foram compreendidos. Os cientistas consideram que esses quasares podem estar escondidos em regiões cobertas por poeira cósmica, o que os tornaria invisíveis com as atuais tecnologias de observação. Ajustar os parâmetros das observações poderia revelar mais detalhes sobre esses ambientes cósmicos.
Os resultados, publicados no Astrophysical Journal, representam um avanço no entendimento de como os buracos negros supermassivos se formam e crescem, mas também sugerem que há muito mais a descobrir. “Nossa pesquisa mostra que ainda há uma peça significativa do quebra-cabeça que falta sobre como esses buracos negros crescem”, concluiu Eilers. As descobertas do JWST abriram novas perspectivas, mas também ampliaram o mistério sobre o nascimento e crescimento desses monstros cósmicos.
Com informações de: Space