Buraco negro brilhante guarda pistas sobre o fim da Era das Trevas do universo

Buraco negro brilhante guarda pistas sobre o fim da Era das Trevas do universo

Por Daniele Cavalcante | Editado por Patrícia Gnipper | 25 de Janeiro de 2022 às 16h12
R. Kaehler/T. Abel/Marcelo Alvarez

Um poderoso buraco negro no núcleo de uma galáxia pode conter pistas sobre a juventude do universo, uma fase conhecida como Época da Reionização, uma das mais importantes da história do nosso cosmos. De acordo com os autores de um novo estudo, o buraco negro da galáxia Tol 0440-381 teria permitido o escape de uma importante radiação.

Era da reionização

Diagrama da história do universo; a Era da Reionização acontece logo após a formação dos primeiros objetos (Imagem: NAOJ)

Por volta de 400.000 anos após o Big Bang, as primeiras estrelas começaram a se formar. A teoria prevê que elas eram gigantes, cerca de 30 a 300 vezes mais massivas que o nosso Sol e milhões de vezes mais brilhantes, mas tiveram apenas alguns milhões de anos de vida antes de explodir em supernovas.

Foi a radiação ultravioleta dessas primeiras estrelas que dividiu os átomos de hidrogênio do universo em elétrons e prótons — processo chamado ionização. Essa era marcou o fim da idade das trevas e durou até quando o universo tinha cerca de um bilhão de anos.

Mas há muitos detalhes que os cientistas ainda precisam descobrir sobre essa época — e, aliás, essa é uma das missões do telescópio James Webb, que já chegou em sua nova “casa”. Outra ferramenta importante para essa pesquisa são buracos negros distantes.

Se aquelas primeiras estrelas eram tão massivas e explodiam em supernovas, é provável que boa parte se transformou em buracos negros após o colapso. Isso implica que buracos negros distantes podem ter ao seu redor alguma pista sobre a luz poderosa dessas estrelas. O que os astrônomos querem saber é o papel desses objetos no processo de reionização.

Pistas em um buraco negro

Buracos negros ativos podem ejetar matéria em jatos para muito além dos domínios de suas galáxias hospedeiras (Imagem: Reprodução/ESO/M. Kornmesser)

Uma equipe de cientistas usou dados do Observatório de Raios-X Chandra, da NASA, para observar o buraco negro que brilha cerca de um milhão de vezes mais que o Sol, no coração da galáxia Tol 0440-381. Eles encontraram no objeto semelhanças com as primeiras estrelas gigantes.

Quando buracos negros são ativos, isto é, se alimentam de matéria, parte do plasma é ejetada em jatos intensos e brilhantes a velocidades próximas à da luz, para muito além das fronteiras de suas galáxias hospedeiras.

Esses fluxos podem ter sido importantes para permitir o escape da radiação ultravioleta das estrelas nessas galáxias. Em outras palavras, os jatos dos buracos negros podem ter desempenhado um papel fundamental para a reionização do meio intergaláctico.

Infelizmente, a luz dessa galáxia ainda não é das fontes que alimentaram a reionização do universo, porque ela está muito próxima de nós — quanto mais longe estiver um objeto luminoso, mais antiga é a luz que observamos.

Entretanto, a Tol 0440-381 contém propriedades semelhantes às de galáxias que se formaram no início do universo, o que a torna um interessante objeto de estudo. Em breve, o James Webb encontrará galáxias mais distantes, que hospedam as estrelas que realmente alimentaram a reionização do cosmos, disseram os autores.

O estudo foi aceito para publicação na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Space.com

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