doi.org/10.1093/mnras/stae943
Credibilidade: 989
#Buraco Negro
A uma distância de 13 bilhões de anos-luz através do golfo do espaço e do tempo, acabámos de vislumbrar a fusão de buracos negros mais distante já descoberta.
Usando o James Webb, uma equipe internacional de astrônomos descobriu dois buracos negros supermassivos e as galáxias que os acompanham, unindo-se numa colisão cósmica colossal, apenas 740 milhões de anos após o Big Bang.
Esta descoberta pode ser uma pista que nos ajuda a descobrir de onde vieram os buracos negros supermassivos e como cresceram tão grandes, tão cedo na história do Universo.
“As nossas descobertas sugerem que a fusão é uma via importante através da qual os buracos negros podem crescer rapidamente, mesmo na alvorada cósmica”, diz a astrónoma Hannah Übler, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido.
“Juntamente com outras descobertas do James Webb sobre buracos negros massivos e ativos no Universo distante, os nossos resultados também mostram que os buracos negros massivos têm moldado a evolução das galáxias desde o início.”
Os buracos negros estão cheios de mistérios, e um dos mais fascinantes é a origem dos grandes.
As menores, com até cerca de 65 vezes a massa do Sol, podem ser explicadas pela supernova e pelo colapso do núcleo de estrelas massivas; os ligeiramente maiores podem ser explicados pelas colisões e fusões desses núcleos estelares colapsados.
Buracos negros supermassivos, com milhões a milhares de milhões de vezes a massa do Sol, poderiam teoricamente também crescer desta forma, através de uma sucessão de colisões hierárquicas entre buracos negros cada vez maiores, mas este processo deverá demorar bastante tempo.
Um problema é que vimos buracos negros muito grandes no início do Universo, demasiado cedo para que tivessem tido tempo de crescer por esta rota lenta.
Uma solução possível é que as “sementes? iniciais a partir das quais os buracos negros se formaram fossem enormes.
Mas mesmo que este seja o caso (o que parece cada vez mais provável), também é provável que as colisões e fusões tenham desempenhado um papel no crescimento destes buracos negros para tamanhos ainda maiores.
Uma das missões do James Webb é ajudar-nos a descobrir como o Universo se formou após o Big Bang, usando suas poderosas capacidades infravermelhas para observar a Aurora Cósmica (o primeiro bilhão de anos após o Universo ter começado a existir) com a mais alta resolução até agora.
E uma das coisas que os astrônomos e cosmólogos têm procurado especificamente são os buracos negros supermassivos.
Durante uma das suas pesquisas, captou um par de galáxias em rota de colisão, um sistema agora conhecido como ZS7.
No centro de cada galáxia existe um buraco negro supermassivo.
E ambos os buracos negros estão crescendo ativamente, um processo que faz com que a poeira e o gás que os rodeiam brilhem com luz.
“Encontramos evidências de gás muito denso com movimentos rápidos nas proximidades do buraco negro, bem como gás quente e altamente ionizado iluminado pela radiação energética normalmente produzida por buracos negros nos seus episódios de acreção”, diz Übler.
“Graças à nitidez sem precedentes das suas capacidades de imagem, o James Webb também permitiu à nossa equipe separar espacialmente os dois buracos negros.” Os pesquisadores conseguiram determinar que um dos buracos negros tem cerca de 50 milhões de massas solares.
O outro era menos passível de medição, uma vez que o gás e a poeira ao seu redor eram incrivelmente densos, mas provavelmente tinham uma massa semelhante.
Vimos outros sistemas em fusão mais tarde no Universo; na verdade, acredita-se que as fusões sejam uma parte bastante importante do crescimento de uma galáxia.
Mas a detecção de um modelo tão precoce mostra que o modelo que envolve tanto fusões como sementes de buracos negros maiores é, em primeiro lugar, muito plausível.
Acredita-se que essas enormes fusões produzam um zumbido constante de ondas gravitacionais que ressoam por todo o Universo.
Os comprimentos de onda deste zumbido são demasiado grandes para serem detectados com os atuais instrumentos de ondas gravitacionais (embora possamos tê-lo detectado usando pulsares), mas ao identificar fusões em curso em diferentes épocas cosmológicas, os cientistas podem estimar melhor a taxa a que ocorrem, e a sua contribuição para o zumbido universal.
“As nossas observações fornecem evidências claras e robustas de um buraco negro massivo envolvido numa fusão com outra galáxia, provavelmente albergando outro buraco negro em acreção, em z = 7,15, apenas 740 milhões de anos após o Big Bang”, escrevem os investigadores.
“No geral, os nossos resultados parecem apoiar um cenário de uma fusão iminente de buracos negros massivos no Universo primordial, destacando isto como um importante canal adicional para o crescimento inicial de buracos negros.
Juntamente com outras descobertas recentes na literatura, isto sugere que enormes A fusão de buracos negros no Universo distante é comum.”
Publicado em 22/05/2024 01h11
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