Telescópios da Nasa encontram pistas de como os buracos negros gigantes se formaram tão depressa

Esta ilustração representa a melhor evidência, até à data, que o colapso direto de uma nuvem de gás produziu buracos negros supermassivos no Universo primordial. Os investigadores combinaram dados do Chandra, do Hubble e do Spitzer para fazer esta descoberta. Crédito: NASA/CXC/STScI

Usando dados dos Grandes Observatórios da NASA, os astrónomos descobriram as melhores evidências, até à data, das sementes cósmicas no Universo primordial que cresceram para buracos negros supermassivos. Os investigadores combinaram dados do Observatório de raios-X Chandra, do Telescópio Espacial Hubble e do Telescópio Espacial Spitzer para identificar estas possíveis sementes de buracos negros. Eles discutem as suas descobertas num artigo que será publicado numa próxima edição da revista Monthly Notices da Sociedade Astronómica Real. 

"A nossa descoberta, se confirmada, explica como é que estes buracos negros monstruosos nasceram," afirma Fabio Pacucci da SNS (Scuola Normale Superiore) em Pisa, Itália, que liderou o estudo. "Nós encontrámos evidências de que as sementes de buracos negros podem formar-se diretamente a partir do colapso de uma nuvem de gás gigante, saltando quaisquer passos intermédios." 

Os cientistas acreditam que um buraco negro supermassivo habita no centro de quase todas as grandes galáxias, incluindo a nossa própria Via Láctea. Eles descobriram que alguns destes buracos negros supermassivos, que contêm milhões ou até milhares de milhões de vezes a massa do Sol, formaram-se menos de mil milhões de anos após o início do Universo, o Big Bang. Uma teoria sugere que as sementes de buracos negros foram construídas puxando gás dos seus arredores e por fusões de buracos negros mais pequenos, um processo que deveria levar muito mais tempo do que aquele determinado para os buracos negros que se formam rapidamente. 

Estas novas descobertas sugerem, ao invés, que alguns dos primeiros buracos negros formaram-se aquando do colapso de uma nuvem de gás, ignorando quaisquer outras fases intermédias, tais como a formação e posterior destruição de uma estrela maciça. Há muita controvérsia no que toca ao percurso que estes buracos negros tomam," afirma a coautora Andrea Ferrara, também da SNS. "O nosso trabalho sugere que estamos a caminhar para uma descoberta, onde os buracos negros começam grandes e crescem a um ritmo normal, em vez de começarem pequenos e crescerem a um ritmo muito rápido. 

Os investigadores usaram modelos de computador de sementes de buracos negros combinados com um novo método para selecionar candidatos para estes objetos a partir de imagens de longa exposição do Chandra, Hubble e Spitzer. A equipa encontrou dois candidatos fortes para as sementes de buracos negros. Ambos combinam com o perfil teórico dos dados infravermelhos, inclusive são objetos muito vermelhos e também emitem raios-X detetados com o Chandra. As estimativas da sua distância sugerem que podem ter sido formados quando o Universo tinha menos de mil milhões de anos. 

"As sementes de buracos negros são extremamente difíceis de encontrar e a confirmação da sua deteção é muito complexa," afirma Andrea Grazian, coautora do Instituto Nacional de Astrofísica na Itália. "No entanto, pensamos que a nossa investigação descobriu os dois melhores candidatos até à data. A equipe planeia obter mais observações em raios-X e no infravermelho para verificar se estes objetos têm mais das propriedades esperadas para as sementes dos buracos negros. Os próximos observatórios, como o Telescópio Espacial James Webb e o E-ELT (European Extremely Large Telescope), vão ajudar nos estudos futuros através da deteção da luz de buracos negros mais distantes e pequenos. 

Os cientistas estão atualmente a construir a estrutura teórica necessária para interpretar os próximos dados, com o objetivo de encontrar os primeiros buracos negros do Universo. "Como cientistas, não podemos dizer neste momento que o nosso modelo é 'o tal'", comenta Pacucci. "O que achamos é que o nosso modelo é capaz de reproduzir as observações sem a necessidade de suposições injustificadas." 

Fonte: Astronomia Online