A NASA conecta pequenos pontos vermelhos com Chandra e Webb.

Um objeto recém-descoberto pode ser a chave para desvendar a verdadeira natureza de uma classe misteriosa de fontes que os astrônomos encontraram no universo primitivo nos últimos anos. 

Ponto de raios X, 3DHST-AEGIS-12014 Crédito: Raios X: NASA/CXC/Max Plank Inst./R. Hviding et al.; Óptico/Infravermelho: NASA/ESA/STScI/HST; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/N. Wolk

Um "ponto de raios X" descoberto pelo Observatório de Raios X Chandra da NASA pode explicar o que são esses objetos. Um artigo descrevendo os resultados foi publicado no The Astrophysical Journal Letters.

Pouco depois do início das observações científicas do Telescópio Espacial James Webb da NASA, surgiram relatos sobre uma nova classe de objetos misteriosos. Os astrônomos encontraram centenas de pequenos objetos vermelhos a cerca de 12 bilhões de anos-luz da Terra ou mais distantes, que ficaram conhecidos como "pequenos pontos vermelhos" (LRDs, na sigla em inglês).

Muitos cientistas acreditam que os buracos negros de baixa energia (LRDs) são buracos negros supermassivos imersos em nuvens de gás denso, que mascaram algumas das assinaturas típicas em diferentes tipos de luz — incluindo raios X — que os astrônomos geralmente usam para identificá-los. Isso os diferenciaria dos buracos negros supermassivos em crescimento típicos, que não estão imersos em gás denso, permitindo que a luz ultravioleta brilhante e os raios X do material que orbita os buracos negros escapem.

Devido a isso e às suas potenciais semelhanças com atmosferas estelares, os astrônomos denominaram esse cenário de "estrela com buraco negro" para as galáxias de baixa altitude.

Este novo "ponto de raios X" (oficialmente conhecido como 3DHST-AEGIS-12014), localizado a cerca de 11,8 bilhões de anos-luz da Terra, pode fornecer uma ponte crucial entre estrelas com buracos negros e buracos negros supermassivos em crescimento. Ele exibe a maioria das características de um ponto de raios X de baixa intensidade (LRD, na sigla em inglês), incluindo ser pequeno, vermelho e estar localizado a uma vasta distância, mas emite luz de raios X, diferentemente de outros LRDs.

“Os astrônomos vêm tentando descobrir o que são esses pequenos pontos vermelhos há vários anos”, disse o autor principal, Raphael Hviding, do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha. “Este único objeto de raios X pode ser — para usar uma expressão — o que nos permitirá conectar todos os pontos.”

A equipe encontrou esse objeto especial após comparar novos dados do Webb com um levantamento detalhado realizado anteriormente pelo Chandra.

“Se pequenos pontos vermelhos são buracos negros supermassivos em rápido crescimento, por que eles não emitem raios X como outros buracos negros desse tipo?”, questionou a coautora Anna de Graaff, do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, em Cambridge, Massachusetts. “Encontrar um pequeno ponto vermelho que parece diferente dos outros nos dá uma nova e importante visão sobre o que poderia alimentá-los.” 

Os pesquisadores sugerem que o ponto de raios X representa uma fase de transição de um ponto de baixa intensidade (LRD) para um buraco negro supermassivo típico em crescimento. À medida que a estrela com buraco negro consome o gás ao seu redor, surgem buracos irregulares nas nuvens de gás. Isso permite que os raios X do material que cai sobre o buraco negro os atravessem, sendo observados pelo Chandra. Eventualmente, todo o gás é consumido e a estrela com buraco negro deixa de existir.

Os dados do Chandra sobre o ponto de raios X também indicam variações no brilho desse elemento, o que corrobora a ideia de que o buraco negro está parcialmente obscurecido. À medida que a nuvem de gás gira, regiões de gás mais denso e menos denso podem se mover em direção ao buraco negro, causando alterações no brilho dos raios X.

“Se confirmarmos que o ponto de raios X é um pequeno ponto vermelho em transição, não só seria o primeiro do seu tipo, como também poderíamos estar vendo o interior de um pequeno ponto vermelho pela primeira vez”, disse o coautor Hanpu Liu, da Universidade de Princeton, em Nova Jersey. “Também teríamos a evidência mais forte até agora de que o crescimento de buracos negros supermassivos está no centro de alguns, senão de todos, os pequenos pontos vermelhos.”

Uma ideia alternativa para o ponto de raios X é que ele seja um tipo mais comum de buraco negro supermassivo em crescimento, porém envolto em um tipo exótico de poeira nunca antes observado pelos astrônomos. Observações futuras estão planejadas e deverão esclarecer a questão.

“O ponto de raios X estava presente nos dados do nosso levantamento Chandra há mais de dez anos, mas não tínhamos ideia de quão notável ele era antes da chegada do Webb para observar o campo”, disse o coautor Andy Goulding, de Princeton. “Este é um exemplo poderoso de colaboração entre dois grandes observatórios.”

O Centro de Voos Espaciais Marshall da NASA gerencia o programa Chandra. O Centro de Raios X Chandra do Observatório Astrofísico Smithsonian controla as operações científicas a partir de Cambridge, Massachusetts, e as operações de voo a partir de Burlington, Massachusetts.

Chandra.harvard.edu