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Eis uma pista sobre a origem dos buracos negros supermassivos

Por| Editado por Patricia Gnipper | 11 de Agosto de 2023 às 18h30

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ESO/M. Kornmesser
ESO/M. Kornmesser

Um quasar distante pode ajudar os astrônomos a dar mais um passo na investigação de como os buracos negros supermassivos se formam. Sua luz viajou tanto que os cientistas observaram como ele era durante o final da idade das trevas cósmica, 400 milhões de anos após o Big Bang.

A equipe de pesquisadores encontrou o quasar UHZ1 com um buraco negro supermassivo entre 40 milhões e 70 milhões de massas solares, e um desvio para o vermelho de z = 10,3. Isso significa que a imagem do objeto é de quando o universo ainda nem tinha completado meio bilhão de anos, e as primeiras estrelas ainda estavam começando a se formar.

Essa descoberta é interessante, porque um quasar com tanta massa naquela época pode ser uma pista importante de como os buracos negros supermassivos se formam. É que, segundo alguns dos modelos mais aceitos, é impossível um buraco negro ganhar tanta massa em apenas 400 milhões de anos.

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Para explicar a formação de buracos negros supermassivos, os cientistas criaram dois modelos principais: o de sementes luminosas e o de sementes pesadas. O primeiro diz que estrelas massivas na região central de uma nova colapsaram para se tornarem buracos negros, que então se fundiram e formaram um único buraco negro supermassivo.

Já o segundo modelo propõe que gás denso e poeira em uma protogaláxia (galáxia ainda nos estágios iniciais de formação) colapsaram diretamente para se tornar um buraco negro com massa inicial de 100.000 vezes a do Sol ou mais. Em seguida, a galáxia amadurece ao redor do titã colossal.

Com as imagens do novo quasar — tipo de objeto de onde um buraco negro supermassivo produz energia ao se alimentar ativamente de matéria —, os astrônomos perceberam que o UHZ1 ganhou toda a sua massa durante um período de tempo muito curto, em escalas cósmicas. O modelo de sementes luminosas não pode gerar um buraco negro tão grande em um período tão curto.

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Por outro lado, é bem possível que o método de sementes pesadas tenha produzido o UHZ1. Isso significa que essa pode ser a primeira evidência de que o modelo de estrelas colapsando não estaria correto, mas ainda é cedo para tirar essas conclusões. Ainda há muito trabalho a ser feito por cientistas, que devem procurar outras galáxias semelhantes e determinar se o padrão se repete.

O artigo foi publicado no repositório de pré-impressão arXiv.org e está sendo revisado por pares.

Fonte: arXiv.org; via: Universe Today