O Telescópio Espacial James Webb e os Enigmáticos Pontinhos Vermelhos

O Telescópio Espacial James Webb (JWST) tem nos proporcionado um vislumbre dos primórdios da formação das galáxias no universo. E, como em qualquer boa história de mistério, algumas surpresas surgiram. Entre elas, estão os enigmáticos “pontinhos vermelhos” (LRDs, na sigla em inglês), objetos pequenos e extremamente redshifted que desafiam nosso entendimento. 

O que são os Pontinhos Vermelhos?

Apesar de ainda não termos uma resposta definitiva sobre a natureza desses pontinhos, um novo estudo oferece pistas interessantes. Sabemos que os espectros desses objetos são amplamente alargados pelo efeito Doppler, indicando que o gás que emite luz está girando a velocidades impressionantes, superiores a mil quilômetros por segundo, ao redor de uma região central. Esse comportamento sugere que o material está orbitando um buraco negro supermassivo o que energiza núcleos galácticos ativos (AGN).

No entanto, a teoria dos AGNs para explicar os LRDs esbarra em algumas inconsistências. A intensidade dos LRDs no espectro infravermelho é plana, e eles emitem muito pouco nas faixas de raios X e rádio, algo incomum para AGNs.

Investigando o Mistério

Para desvendar esse mistério, a pesquisa recente analisou 12 LRDs cujos espectros de alta resolução foram capturados pelo JWST. A equipe comparou os dados com modelos de buracos negros supermassivos. Os modelos pressupunham um disco de acreção girando rapidamente ao redor do buraco negro, imerso em uma nuvem galáctica jovem.

Inicialmente, descobriram que a nuvem circundante precisaria ser altamente ionizada. Com uma camada densa de eletrons livres, grande parte da luz de raios X e rádio seria absorvida. Obviamente, se a cobertura for densa o suficiente para bloquear esses raios, o buraco negro precisaria gerar energia em um ritmo tremendo para que os LRDs brilhassem no espectro vermelho e infravermelho.

Com base nas observações, os buracos negros teriam que acumular massa perto do Limite de Eddington, que é a taxa máxima para a acreção de matéria. Se ultrapassada, a intensidade da luz gerada seria tão forte que empurraria a matéria para longe mais rápido do que a gravidade poderia atraí-la.

Crescimento Rápido e Jovens Buracos Negros

Essas evidências sugerem que os LRDs são buracos negros supermassivos muito jovens que estão crescendo rapidamente. Estimativas de massa desses buracos negros, apresentadas no estudo mais recente, indicam que eles variam entre 10 mil e um milhão de massas solares, consideravelmente menores que os buracos negros supermassivos típicos. 

Esse modelo também pode explicar por que não vemos LRDs mais próximos, em redshifts menores. A acumulação de matéria no limite de Eddington faria com que eles limpassem rapidamente a nuvem ionizada, ao seu redor.

Com o tempo, à medida que essa nuvem se dissipa, os LRDs começariam a se assemelhar aos núcleos galácticos ativos tradicionais que observamos no cosmos. A referência para esse estudo é de V. Rusakov e colaboradores, publicada como pré-impressão no arXiv, destacando o JWST e sua capacidade de revelar populações emergentes de AGNs jovens e de baixa massa, envoltos em gás ionizado denso.

Hypescience.com