Um artigo disponível no servidor de pré-impressão arXiv, onde aguarda revisão de pares para validação e publicação, revela um buraco negro que pode derrubar as teorias predominantes do Universo. Ele teria se formado nos primeiros instantes após o Big Bang, de acordo com medições feitas pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA, responsável por detectá-lo.
Tudo indica que esse monstro cósmico seja um buraco negro primordial, uma classe de objetos prevista por Stephen Hawking, mas que nunca foi observada diretamente. Até agora, acreditava-se que buracos negros surgiam apenas após o colapso de estrelas.
O físico britânico Stephen Hawking foi quem teorizou os buracos negros primordiais, categoria da qual o QSO1 pode se tornar o primeiro exemplo real. Crédito: Rex/Shutterstock
O objeto descoberto pelo Webb possui somente um halo esparso de material ao redor, sugerindo que se formou sem uma galáxia próxima. “Este buraco negro está quase nu”, explicou o professor Roberto Maiolino, da Universidade de Cambridge, membro da equipe responsável pela descoberta, ao jornal The Guardian.
O que são buracos negros primordiais
Segundo a teoria de Hawking, buracos negros primordiais teriam surgido diretamente a partir do colapso de regiões densas e quentes nos primeiros instantes do Universo. Eles poderiam atuar como núcleos gravitacionais em torno dos quais a poeira e o gás se acumularam para formar as primeiras galáxias.
Buracos negros primordiais seriam formados pelo colapso de regiões superdensas no Universo inflacionário ou dominado pela radiação, e não pela morte de estrelas, como os convencionais. Crédito: Gema White/Licença Creative Commons
O objeto em estudo, chamado QSO1, data de mais de 13 bilhões de anos, quando o Universo tinha apenas 700 milhões de anos. Ele é extremamente compacto, brilhante e vermelho, características que levaram os astrônomos a considerá-lo um buraco negro supermassivo antigo.
O buraco negro mais antigo já detectado, CAPERS-LRD-z9, data de 200 milhões de anos antes deste. No entanto, ele não é primordial porque surgiu dentro de uma galáxia compacta. Isso porque não é a idade que determina se um buraco negro é primordial ou não, e sim seu processo de formação.
Conceito artístico da galáxia CAPERS-LRD-z9, mostrando buraco negro central supermassivo envolto em uma nuvem gasosa espessa, que lhe confere o tom avermelhado. Crédito da imagem: Erik Zumalt, Universidade do Texas em Austin.
Normalmente, buracos negros crescem devorando estrelas ao longo do tempo. O QSO1, porém, já possui cerca de 50 milhões de massas solares, enquanto o material ao redor soma menos da metade desse valor. Esse padrão desafia a ideia de crescimento gradual desses objetos.
“Isso contrasta fortemente com o que observamos em nosso Universo local, onde os buracos negros no centro das galáxias [como a Via Láctea] são cerca de mil vezes menos massivos que sua galáxia hospedeira”, disse Maiolino.
Futuros detectores de ondas gravitacionais podem resolver a questão
Análises químicas indicam que o gás ao redor é quase puro, formado basicamente por hidrogênio e hélio. A ausência de elementos mais pesados, que se formam nas estrelas, reforça que não há atividade estelar significativa próxima a ele.
Os autores do estudo sugerem que o QSO1 teria se formado por colapso direto de uma nuvem de gás e poeira, sem fragmentar em estrelas. No entanto, esse processo exige condições muito específicas, pouco evidentes nas observações atuais, tornando a origem primordial a explicação mais provável.
Por enquanto, o JWST oferece indícios indiretos, mas ainda não há comprovação definitiva. A próxima geração de detectores de ondas gravitacionais, prevista para a próxima década, pode ajudar a fortalecer a tese a favor dos buracos negros primordiais.
Jornalista formada pela Unitau (Taubaté-SP), com Especialização em Gramática. Já foi assessora parlamentar, agente de licitações e freelancer da revista Veja e do antigo site OiLondres, na Inglaterra.
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