Achado pode explicar como surgem os buracos negros gigantes

Sabemos há um bom tempo que praticamente toda galáxia tem um buraco negro gigante, supermassivo, em seu centro. A pergunta realmente difícil sobre eles é como se formaram. E agora um novo achado, feito com a ajuda dos telescópios espaciais Chandra, de raios X, e James Webb, de infravermelho, pode começar a esclarecer o mistério. Em essência, os pesquisadores acharam o que pode ser uma versão bebê desses intrigantes objetos.

Ele estaria localizado no coração da galáxia UHZ1, cuja luz levou 13,3 bilhões de anos para chegar até nós –revelando como esse objeto era apenas 450 milhões de anos após o Big Bang. Duas surpresas vieram com ele: primeiro, um buraco negro já tão grande, com massa estimada em 40 milhões de sóis, tão pouco tempo após o nascimento do Universo; segundo, o fato de que a galáxia em si é proporcionalmente muito modesta, com uma quantidade de massa reunida em suas estrelas comparável à do próprio buraco negro central, que parece estar consumindo matéria de forma voraz. É um cenário bem diferente de galáxias maduras, como a Via Láctea, em que o buraco negro central responde por cerca de 0,1% da massa que está distribuída nas estrelas.

Essa combinação de fatores é muito importante. Isso porque a principal hipótese para a formação desses buracos negros gigantes é que eles nasceriam a partir de estrelas de alta massa. Após esgotarem seu combustível e colapsarem, elas seriam convertidas em buracos negros estelares, com 10 a 100 massas solares, que colidiriam entre si ao longo do tempo cósmico até formar um objeto parrudo, agregando milhões ou bilhões de sóis em massa total.

A ideia, contudo, contrasta fortemente com a existência desse objeto longínquo, que não teria tido tempo suficiente desde o Big Bang para juntar tanta massa. Em compensação, a UHZ1 se alinha muito bem com uma premissa menos popular: a de que buracos negros supermassivos já nascem grandões. De acordo com os modelos que amparam essa hipótese, buracos negros de até 100 mil massas solares poderiam nascer de uma vez só, a partir do colapso direto de uma nuvem de gás. Ou seja, em vez de esse material se fragmentar para formar várias estrelas, seria todo comprimido de tal maneira que formaria um buraco negro direto, e dos grandes. A ele, em curto espaço de tempo (até 5 milhões de anos), se juntariam outros buracos negros estelares formados ao redor, produzindo um buraco negro supermassivo "bebê". Caso isso esteja correto, é esperado que muitos objetos dessa categoria sejam encontrados nas profundezas do espaço (portanto, no Universo jovem). Os pesquisadores sugerem que UHZ1 possa ter sido o primeiro. Um próximo passo importante para confirmar isso, além de seguir estudando esse objeto em mais detalhes, é ampliar a busca por outros exemplares similares.

O trabalho descrevendo as características da galáxia UHZ1, que tem como líder Akos Bogdán, da Universidade Harvard, nos EUA, e envolve também pesquisadores de Princeton, Miami e Yale, foi submetido para publicação no Astrophysical Journal Letters.

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

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