Astrônomos encontram buraco negro que já nasceu gigante

Uma das categorias mais misteriosas de objetos cósmicos é a dos buracos negros supermassivos. Praticamente cada galáxia tem um deles em sua região central, e sabemos que eles têm origem antiga. O que os astrônomos não sabem é como exatamente eles se formam. Agora um estudo parece apontar uma resposta para pelo menos alguns deles.

O trabalho de Akos Bogdan, do Centro para Astrofísica Harvard & Smithsonian, se beneficiou de observações do Telescópio Espacial James Webb (que faz imagens em infravermelho) e do Observatório Chandra de Raios X. O primeiro permitiu identificar uma galáxia muito distante, UHZ1, cuja luz que agora chega até nós partiu de lá 13,3 bilhões de anos atrás –apenas uns 500 milhões de anos após o Big Bang. O segundo captou os raios X emitidos das imediações do buraco negro central, a partir do disco de gás espiralante que envolve o objeto.

A detecção só foi possível graças a uma ajuda extra da natureza. Entre essa galáxia e a Terra, se interpõe um grande aglomerado de galáxias conhecido como Abell 2744. A imensa presença de matéria ali produz gravidade suficiente para curvar os raios de luz vindos do objeto de fundo, agindo como uma lente, magnificando-os. Assim, mesmo muito distante, a tal galáxia entrou no alcance dos telescópios.

Ao analisar os dados, o grupo liderado por Bogdan estima que o buraco negro supermassivo da galáxia UHZ1 tenha 10 milhões a 100 milhões de massas solares. Até aí, nada de muito chocante. A surpresa vem quando se contrapõe esse número ao da massa combinada das estrelas da galáxia inteira –mais ou menos o mesmo.

É um contraste forte com o que vemos tipicamente em galáxias próximas, em que a massa do buraco negro supermassivo, embora por vezes muito maior que essa, responde por um percentual mínimo da massa estelar galáctica, algo como um milésimo.

O fato de a massa de estrelas em UHZ1 ser tão pequena, comparada ao buraco negro supermassivo, indica que não teria havido tempo para ele ter crescido até esse tamanho pela via convencional, em que buracos negros estelares (resultado do colapso de estrelas massivas) de 10 a 100 massas solares vão colidindo uns com os outros até produzir um objeto colossal.

Em vez disso, os cientistas estão convencidos de que esse buraco negro supermassivo já nasceu gigante, a partir do colapso direto de uma nuvem de gás, com massa equivalente à de uns 10 mil a 100 mil sóis. "A combinação dessa alta massa do buraco negro e de uma grande razão entre a massa do buraco negro e da galáxia apenas uns 500 milhões de anos após o Big Bang foi teoricamente predita e é consistente com um quadro em que os buracos negros teriam origem em sementes pesadas", escrevem os pesquisadores, em artigo publicado na Nature Astronomy. Eles acreditam que esta seja a primeira detecção confirmada de um buraco negro que se formou por colapso direto de uma nuvem de gás.

Agora, essa seria a regra ou a exceção? Isso só o futuro vai dizer, conforme telescópios como o Webb e o Chandra mergulhem cada vez mais fundo no Universo em busca de paisagens de seus primórdios.

Esta coluna é publicada às segundas-feiras na versão impressa, na Folha Corrida.

Siga o Mensageiro Sideral no Facebook, Twitter, Instagram e YouTube