James Webb descobre galáxia com buraco negro supermassivo

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Duas equipes usaram o telescópio espacial James Webb (JWST, da sigla em inglês) para estudar a galáxia GN-z11, que existia quando o Universo tinha apenas cerca de 430 milhões de anos. Esta galáxia é uma das mais jovens e distantes já observadas e desafiou os cientistas a entenderem por que é tão brilhante.

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Segundo a NASA, foi encontrada evidência clara de que a galáxia abriga buraco negro central supermassivo que está absorvendo matéria rapidamente. Este é o buraco negro ativo mais distante identificado até o momento.

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A equipe também encontrou indicações de elementos químicos ionizados normalmente observados perto de buracos negros supermassivos que estão absorvendo matéria.

Além disso, eles descobriram um vento muito poderoso sendo expelido pela galáxia, o que é típico de processos associados a buracos negros supermassivos.

“Encontramos gás extremamente denso que é comum nas proximidades de buracos negros supermassivos que acumulam gás”, explicou o investigador principal Roberto Maiolino, do Laboratório Cavendish e do Instituto Kavli de Cosmologia da Universidade de Cambridge, no Reino Unido. “Estas foram as primeiras assinaturas claras de que GN-z11 hospeda buraco negro que devora matéria.”

Este gráfico de duas partes mostra evidências de um aglomerado gasoso de hélio no halo que circunda a galáxia GN-z11. Na parte superior, na extrema direita, uma pequena caixa identifica GN-z11 num campo de galáxias. A caixa do meio mostra imagem ampliada da galáxia. A caixa na extrema esquerda exibe um mapa do gás hélio no halo do GN-z11, incluindo aglomerado que não aparece nas cores infravermelhas mostradas no painel central. Na metade inferior do gráfico, um espectro mostra a “impressão digital” distinta do hélio no halo (Imagem: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford [STScI])

Mais descobertas do James Webb na galáxia

Outra descoberta foi um aglomerado gasoso de hélio no halo que envolve a galáxia, sugerindo que pode haver bolsões de gás pristino que poderiam se colapsar e formar aglomerados de estrelas da População III;
A População III é a primeira geração de estrelas formadas quase inteiramente de hidrogênio e hélio, e encontrá-las é um dos objetivos mais importantes da astrofísica moderna;
A formação das primeiras estrelas e galáxias marca mudança fundamental na história cósmica, quando o Universo evoluiu de estado escuro e relativamente simples para o ambiente altamente estruturado e complexo que vemos hoje;
No futuro, as equipes planejam explorar a galáxia GN-z11 em maior profundidade e fortalecer o caso para a existência das estrelas da População III em seu halo.

“A NIRCam do Webb revelou componente estendido, rastreando a galáxia hospedeira, e fonte central e compacta cujas cores são consistentes com as de um disco de acreção em torno de um buraco negro”, disse a investigadora Hannah Übler, também do Laboratório Cavendish e Instituto Kavli, segundo a ESA.

Uma segunda equipe, também liderada por Maiolino, usou o NIRSpec, também do James Webb, para encontrar aglomerado gasoso de hélio no halo que circunda o GN-z11.

“O fato de não vermos mais nada para além do hélio sugere que este aglomerado deve ser bastante imaculado,” disse Maiolino. “Isto é algo que era esperado pela teoria e pelas simulações nas proximidades de galáxias particularmente massivas destas épocas – que deveria haver bolsas de gás primitivo sobrevivendo no halo, e estas podem entrar em colapso e formar aglomerados estelares de População III.”