Primeiras "sementes" de buracos negros supermassivos podem ter sido descobertas

Se essas observações forem verificadas, isso pode explicar como os buracos negros supermassivos ficaram tão grandes. 

É assim que esta galáxia distante pode parecer. Um objeto bagunçado com um buraco negro superdimensionado Crédito da imagem: NASA, ESA, N. Bartmann

Buracos negros upermassivos podem pesar milhões, se não bilhões de vezes mais do que o Sol. Eles ficam no centro das galáxias, onde acumulam massa ao longo de bilhões de anos. Mas como começaram? Os astrônomos não têm tanta certeza.

Eles poderiam começar como buracos negros relativamente pequenos formados em supernovas e, de alguma forma, acumular matéria suficiente para se tornarem supermassivos. Ou podem ser o resultado do colapso direto de uma nuvem massiva, formando uma semente muito maior para começar.

Esta última hipótese acaba de encontrar algumas evidências muito importantes. Astrônomos relatam a descoberta da galáxia UHZ1 em observações do JWST. A luz desta galáxia vem de quando o universo tinha menos de 500 milhões de anos. Observações com o Observatório de Raios-X Chandra da NASA sugerem que esta galáxia tem um buraco negro que é muito grande para a sua galáxia.

No universo local, há uma relação direta que liga a massa de um buraco negro supermassivo à massa das estrelas em uma galáxia e seu movimento. Mas, no passado, esse pode não ter sido o caso, e as galáxias podem ter passado por uma fase de Galáxia de Buraco Negro (OBG). Os buracos negros podem ter se formado a partir de uma nuvem de gás de 10.000 a 100.000 vezes a massa do Sol.

Em 500 milhões de anos após o Big Bang, o OBG do colapso das nuvens teria um buraco negro muito maior em comparação com o OBG que se formou a partir de uma supernova de uma estrela massiva.

É aqui que entram as observações do UHZ1. Os pesquisadores conseguiram coletar muitos dados sobre essa galáxia e usaram muitas simulações para comparar as observações desse objeto com possíveis cenários para sua origem. O objetivo é comparar o cenário de semente leve com o cenário de semente pesada – e há um vencedor claro.

As observações combinadas de Chandra e JWST "desfavorecem fortemente UHZ1 como originário de uma semente leve". O modelo que melhor se encaixa nas observações é de uma semente pesada formada pelo colapso de nuvens, resultando em um buraco negro com uma massa de 10.000 vezes a do Sol.

 As observações do JWST também são consistentes com a galáxia experimentando uma fusão, algo que deve acontecer para todas as galáxias, mas especialmente OBGs.

Esta não é, obviamente, a última palavra sobre o assunto. O JWST vai estudar mais galáxias com buracos negros supermassivos em acreção no universo primitivo e ajudar a entender melhor de onde vieram esses incríveis objetos. 

Esta pesquisa está disponível no ArXiv e submetida ao The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: iflscience.com