As antigas galáxias comumente conhecidas como “pequenos pontos vermelhos” têm sido um mistério desde que os astrônomos as descobriram há três anos. Agora, um novo estudo descobre que as características estranhas do Pequeno Ponto Vermelho podem ser explicadas por um buraco negro supermassivo disfarçado na sua juventude.
Com a ajuda dos US$ 10 bilhões da NASA Telescópio Espacial James Webb (JWST), os astrônomos descobriram pela primeira vez o misterioso ponto de luz conhecido como Pequeno Ponto Vermelho no final de 2022. Eles existiram no universo apenas por um curto período de tempo, aparecendo pela primeira vez no universo menos de um bilhão de anos após sua criação. Big Bang Vadim Rusakov, principal autor do estudo da Universidade de Manchester, no Reino Unido, explicou que desaparecerá quase completamente após 2 mil milhões de anos. (A idade atual do universo é de cerca de 13,8 bilhões de anos.)
A descoberta gerou um acalorado debate entre os cientistas sobre a identidade do pequeno ponto vermelho. Uma possível explicação para estas antigas manchas brilhantes é que são galáxias invulgarmente ricas em estrelas. Outra possibilidade é Little Red Dot Hosting buraco negro supermassivo —A luz nas galáxias pode ser emitida a partir de um gás que se torna superaquecido à medida que avança em direção à enorme gravidade desses buracos negros.
No entanto, um problema chave com estas possíveis explicações é que ambos os objetos propostos são demasiado grandes para terem sido formados no início da história do Universo. Além disso, os buracos negros supermassivos deveriam emitir raios X e ondas de rádio, nenhum dos quais os cientistas ainda detectaram. Pequeno ponto vermelho.
No novo estudo, os investigadores pesquisaram 12 galáxias antigas para compreender melhor as propriedades do Pequeno Ponto Vermelho. A primeira dessas galáxias existia quando o universo tinha apenas 840 milhões de anos.
Rusakov disse ao Space.com que sua análise mostrou que a Pequena Mancha Vermelha é “muito brilhante e compacta para ser explicada por um grande número de estrelas”. “Se fossem compostas exclusivamente por estrelas, seriam as galáxias mais densas do universo.”
Em vez disso, o modelo da equipa mostrou que a fonte mais brilhante que examinaram era tão brilhante como mais de 250 mil milhões de sóis, mas com menos de um terço de ano-luz de diâmetro. É muito menor que uma galáxia – a distância do nosso Sol ao seu vizinho mais próximo, Proxima Centauri, é de cerca de 4,25 anos-luz. O tamanho incrivelmente compacto desses pontos brilhantes dentro desses pequenos pontos vermelhos sugere que eles devem ser buracos negros supermassivos.
O espectro de radiação emitido pelo ponto mostra que antes da luz ser detectada pelo JWST, ela foi espalhada por elétrons na densa nuvem de gás ionizado no centro do ponto. Este casulo captura a maior parte da radiação produzida perto do buraco negro.
“Esses objetos revelaram-se buracos negros supermassivos, embora quase todos os sinais típicos de buracos negros massivos não tenham sido encontrados”, disse Rusakov. “Eles tinham uma camuflagem quase perfeita que eliminou as emissões de raios X e rádio.”
Ao analisar a luz emitida pelos pontos, os cientistas calcularam que a velocidade do gás brilhante dentro da maioria dos pontos é de cerca de 670.000 milhas por hora (1,08 milhões de quilómetros por hora). Assumindo que este gás orbita o buraco negro no centro destes pequenos pontos vermelhos, eles podem deduzir que a massa do buraco negro pode ser de 100.000 a 10 milhões de vezes a massa do Sol. Isto é cerca de 100 vezes inferior às estimativas anteriores e mais próximo do que os investigadores esperavam para buracos negros supermassivos jovens no início da história do Universo.
“Mais importante ainda, os nossos resultados mostram que pela primeira vez estamos a observar buracos negros supermassivos no início das suas vidas, possivelmente suficientemente cedo para compreender como nascem – quer crescendo a partir de buracos negros mais pequenos, quer começando a crescer em tamanho a partir de buracos negros de massa intermédia formados pelo colapso de fluxos de gás,” disse Rusakov.
Pesquisas futuras podem revelar como nascem esses buracos negros supermassivos. “Se tivermos sorte, os pequenos pontos vermelhos ainda podem reter pistas sobre a sua formação – seja a química do gás ou algumas propriedades físicas úteis do buraco negro e do seu casulo que poderiam ajudar a diferenciar entre diferentes teorias,” disse Rusakov. “Esta é uma das maiores questões remanescentes na astrofísica e parece que estamos mais perto do que nunca de poder respondê-la.”
Cientistas detalhados suas descobertas Publicado na edição de 15 de janeiro da Nature.
