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Astrônomos confirmaram o buraco negro mais antigo e distante já identificado, que teria surgido cerca de 500 milhões de anos após o Big Bang. Publicada esta semana no periódico científico The Astrophysical Journal, a descoberta revela um monstro cósmico no coração de uma galáxia existente quando o Universo tinha apenas 3% da idade atual.
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Isso significa que o buraco negro e a galáxia em que habita, designada CAPERS-LRD-z9, têm em torno de 13,3 bilhões de anos, de acordo com o estudo conduzido por uma equipe internacional liderada pelo Centro de Fronteira Cósmica da Universidade do Texas, nos EUA. Em um comunicado, Anthony Taylor, autor principal do artigo, afirma que este é o limite máximo que a tecnologia atual consegue alcançar na prática.
Em poucas palavras:
- Astrônomos descobriram o buraco negro antigo do Universo;
- O objeto está no centro de uma galáxia existente 500 milhões anos após Big Bang;
Galáxia e buraco negro têm, portanto, cerca de 13,3 bilhões de anos; - Gás em movimento na estrutura foi detectado por espectroscopia;
- Buraco negro tem 300 milhões de massas solares, desafiando teorias de crescimento rápido;
- Descoberta pode ajudar a entender a origem das primeiras galáxias.
A confirmação veio por meio da espectroscopia, técnica que separa a luz em diferentes comprimentos de onda. Buracos negros são identificados quando se detecta gás orbitando e caindo em direção a eles. Nesse processo, a luz do gás que se afasta fica mais avermelhada, enquanto a de quem se aproxima fica mais azulada. “Não há muitas outras coisas que criem essa assinatura”, explicou Taylor. “E esta galáxia a possui.”
Os dados foram obtidos pelo programa CANDELS-Area Prism Epoch of Reionization Survey (CAPERS), usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST), lançado pela NASA em 2021. O CAPERS observa as regiões mais distantes e antigas do cosmos, permitindo confirmar a idade e as características de galáxias distantes.
Um pequeno ponto vermelho distante e surpreendente
No início, CAPERS-LRD-z9 parecia apenas um ponto curioso nas imagens. Estudos posteriores revelaram que ela pertence a uma classe de galáxias apelidadas de “Pequenos Pontos Vermelhos” – extremamente compactas, de cor avermelhada e brilho incomum, vistas apenas no primeiro bilhão e meio de anos do Universo.
Normalmente, um brilho tão intenso indicaria grande quantidade de estrelas, algo improvável para aquela época. A principal suspeita é que essa luz seja gerada por buracos negros supermassivos em intensa atividade, que aquecem e comprimem o material ao redor, liberando enormes quantidades de energia. A confirmação de um buraco negro em CAPERS-LRD-z9 fortalece essa hipótese.
A coloração vermelha dessas galáxias também intriga os astrônomos. Uma das explicações é a presença de espessas nuvens de gás envolvendo o buraco negro, distorcendo a luz e deslocando-a para comprimentos de onda mais longos. Segundo Taylor, esse caso se assemelha muito a exemplos já observados em outras galáxias. “Quando comparamos este objeto com essas outras fontes, ele era idêntico.”
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Buraco negro tem 300 milhões de vezes mais massa que o Sol
Talvez o que mais impressione neste buraco negro seja o tamanho gigantesco: ele tem cerca de 300 milhões de vezes a massa do Sol, o que equivale à metade de toda a massa estelar da própria galáxia. Um peso tão colossal, tão cedo na história cósmica, desafia as teorias atuais, que não previam crescimento rápido assim.
Segundo Steven Finkelstein, coautor do estudo e diretor do Centro de Fronteira Cósmica, isso sugere que buracos negros primordiais cresceram muito mais depressa ou já nasceram extremamente massivos.
A existência desse buraco negro também ajuda a entender melhor os Pequenos Pontos Vermelhos. Ao comprovar a ligação entre a intensa luminosidade e esses objetos, abre-se a possibilidade de que fenômenos semelhantes tenham sido comuns no início do Universo, influenciando a formação das primeiras galáxias.
Novas tecnologias podem desvendar segredos da infância do Universo
Para aprofundar a pesquisa, a equipe pretende usar novas observações de alta resolução do JWST, o que permitirá investigar com mais precisão a composição da galáxia CAPERS-LRD-z9, a estrutura do buraco negro e o papel dele na evolução galáctica.
A descoberta reforça como o estudo do Universo primordial pode revelar pistas sobre processos ainda mal compreendidos. Buracos negros encontrados em épocas tão distantes oferecem um “atalho” para desvendar mistérios da formação cósmica, algo que só começa a ser possível agora, com as novas tecnologias.
“Este é um bom objeto de teste para nós”, disse Taylor. “Não tínhamos conseguido estudar a evolução inicial dos buracos negros até recentemente, e estamos animados para ver o que podemos aprender com este objeto único”.
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