Astrônomos usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) descobriram um buraco negro supermassivo que devora vorazmente e cresce rapidamente no universo infantil. Este buraco negro tem apenas 570 milhões de anos desde o Big Bang e está localizado no centro da galáxia CANUCS-LRD-z8.6.
CANUCS-LRD-z8.6 é um exemplo de uma classe de galáxias no universo primitivo chamadapequeno ponto vermelho”Desde que as observações começaram em 2022, o JWST descobriu regularmente esses objetos minúsculos, brilhantes e extremamente distantes. Pequeno ponto vermelho deixou astrônomos intrigados Porque não parecem corresponder à nossa compreensão de como as galáxias evoluem em sincronia com os buracos negros supermassivos nos seus centros, levando alguns cientistas a chamá-las de galáxias “cosmicamente perturbadoras”. Isto ocorre porque o Pequeno Ponto Vermelho é demasiado denso para explicar a massa da sua estrela, ou Ter um buraco negro supermassivo que é muito grande Sentado em uma galáxia tão pequena.
“Esta descoberta é verdadeiramente notável”, disse Roberta Tripodi, líder da equipa FMF da Universidade de Ljubljana, na Eslovénia, num comunicado. “Observámos uma galáxia menos de 600 milhões de anos depois do Big Bang que não só alberga um buraco negro supermassivo, mas que o buraco negro está a crescer rapidamente – muito mais rápido do que esperávamos para uma galáxia deste tipo nos seus primeiros dias.” “Isto desafia a nossa compreensão da formação de buracos negros e galáxias no universo primitivo e abre novas formas de estudar a formação destes objetos.”
Procurando impressões digitais de buracos negros em pequenos pontos vermelhos
Em colaboração com o CANUCS, Tripodi e colegas analisaram espectros do CANUCS-LRD-z8.6, que existe em torno da Terra há cerca de 13,2 mil milhões de anos. A análise revelou a presença de gás altamente ionizado girando rapidamente em torno da densa região central desta galáxia primitiva, um sinal revelador de alimentação ou acreção de um buraco negro.
Uma análise mais profunda revelou que CANUCS-LRD-z8.6 tem um buraco negro supermassivo no seu centro, estimado em cerca de 100 milhões de vezes a massa do Sol. Embora os buracos negros supermassivos possam atingir massas equivalentes a milhares de milhões de sóis em grandes galáxias do universo moderno, a massa do buraco negro em CANUCS-LRD-z8.6 é impressionante para uma galáxia densa numa fase inicial de evolução que ainda não foi enriquecida com elementos pesados provenientes das mortes explosivas de supernovas de estrelas massivas.
Ao medir a energia emitida pelo CANUCS-LRD-z8.6, a equipa também conseguiu estimar algumas das características da galáxia, incluindo a massa da sua população estelar. Isto permitiu-lhes comparar a massa total das estrelas em CANUCS-LRD-z8.6 com a massa do buraco negro supermassivo no seu centro. Esta é uma proporção importante a ser medida porque os astrónomos há muito pensam que o crescimento do buraco negro supermassivo central está relacionado com o crescimento da galáxia através de um aumento no número de estrelas. No entanto, embora CANUCS-LRD-z8.6 seja a galáxia hospedeira mais massiva alguma vez observada neste período no Universo primitivo, o seu buraco negro central ainda é muito mais massivo do que os cientistas poderiam prever usando a relação habitual entre a massa estelar e a massa do buraco negro. A equipa acredita que isto sugere que os buracos negros no Universo primitivo podem ter crescido muito mais rapidamente do que as galáxias em que residem.
“Esta descoberta é um passo emocionante para a compreensão da formação dos primeiros buracos negros supermassivos no Universo,” disse Maruša Bradač, membro da equipa, da Universidade FMF de Ljubljana. “O crescimento inesperadamente rápido de buracos negros nesta galáxia levanta questões sobre o processo pelo qual tais objetos massivos surgiram tão cedo.”
A equipe CANUCS planeja continuar a usar o JWST para observar CANUCS-LRD-z8.6 e usar o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array para observações adicionais (alma), um conjunto de 66 antenas de rádio localizadas no deserto do Atacama, no norte do Chile, o ALMA estuda o Universo em comprimentos de onda de rádio. Isto permitirá à equipa estudar o gás frio nesta galáxia e, ao mesmo tempo, definir melhor as características do seu buraco negro supermassivo.
Isso significa que os astrônomos podem estar prestes a aprender sobre o pequeno ponto vermelho do JWST.
“À medida que continuamos a analisar os dados, esperamos encontrar mais galáxias como CANUCS-LRD-z8.6, o que poderia nos dar uma compreensão mais profunda das origens dos buracos negros e das galáxias,” Barbudo adicionado.
As descobertas da equipe foram publicadas no jornal na quarta-feira (19 de novembro) comunicações da natureza.
