Hubble encontra mais buracos negros do que o esperado no Universo primitivo

Com a ajuda do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, uma equipe internacional de pesquisadores liderada por cientistas do Departamento de Astronomia da Universidade de Estocolmo encontrou mais buracos negros no Universo primitivo do que foi relatado anteriormente. O novo resultado pode ajudar os cientistas a entender como os buracos negros supermassivos foram criados. 

 Esta é uma imagem do Hubble de um céu negro salpicado com miríades de galáxias de todas as formas e tamanhos que remontam quase ao início do Universo. No meio da imagem há uma caixa inserida mostrando um par de amostras de galáxias antigas. Uma galáxia tem formato espiral e a outra tem formato de fuso porque é uma galáxia de disco vista de lado. A galáxia em formato de fuso tem um buraco negro supermassivo ativo que aparece como um ponto branco brilhante. Isso é identificado pela comparação de imagens da mesma região tiradas em épocas diferentes. Crédito: NASA, ESA, M. Hayes (Universidade de Estocolmo), J. DePasquale (STScI)

Os cientistas não têm atualmente uma imagem completa de como os primeiros buracos negros se formaram, não muito depois do Big Bang. Sabe-se que buracos negros supermassivos, que podem pesar mais de um bilhão de sóis, existem no centro de várias galáxias menos de um bilhão de anos depois do Big Bang.

"Muitos desses objetos parecem ser mais massivos do que pensávamos originalmente que poderiam ser em tempos tão remotos — ou eles se formaram muito massivos ou cresceram extremamente rápido", disse Alice Young, uma estudante de doutorado da Universidade de Estocolmo e coautora do estudo publicado no The Astrophysical Journal Letters .

Buracos negros desempenham um papel importante no ciclo de vida de todas as galáxias, mas há grandes incertezas em nossa compreensão de como as galáxias evoluem. Para obter uma imagem completa da ligação entre a evolução da galáxia e do buraco negro, os pesquisadores usaram o Hubble para pesquisar quantos buracos negros existem entre uma população de galáxias fracas quando o Universo tinha apenas alguns por cento de sua idade atual.

Observações iniciais da região da pesquisa foram refotografadas pelo Hubble vários anos depois. Isso permitiu que a equipe medisse variações no brilho das galáxias. Essas variações são um sinal revelador de buracos negros. A equipe identificou mais buracos negros do que os encontrados anteriormente por outros métodos.

Os novos resultados observacionais sugerem que alguns buracos negros provavelmente se formaram pelo colapso de estrelas massivas e imaculadas durante o primeiro bilhão de anos do tempo cósmico. Esses tipos de estrelas só podem existir em tempos muito iniciais no Universo, porque gerações posteriores de estrelas são poluídas pelos restos de estrelas que já viveram e morreram.

Outras alternativas para a formação de buracos negros incluem nuvens de gás em colapso, fusões de estrelas em aglomerados massivos e buracos negros "primordiais" que se formaram (por mecanismos fisicamente especulativos) nos primeiros segundos após o Big Bang. Com essas novas informações sobre a formação de buracos negros, modelos mais precisos de formação de galáxias podem ser construídos.

"O mecanismo de formação dos primeiros buracos negros é uma parte importante do quebra-cabeça da evolução das galáxias", disse Matthew Hayes do Departamento de Astronomia da Universidade de Estocolmo e autor principal do estudo. "Juntamente com modelos de como os buracos negros crescem, os cálculos da evolução das galáxias agora podem ser colocados em uma base mais motivada fisicamente, com um esquema preciso de como os buracos negros surgiram a partir do colapso de estrelas massivas."

Os astrônomos também estão fazendo observações com o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA para procurar buracos negros galácticos que se formaram logo após o Big Bang, para entender quão massivos eles eram e onde estavam localizados.

Esahubble.org