Ilustração de buraco negro supermassivo
Estrofísicos da Western University (Canadá) encontraram evidências para a formação direta de buracos negros que não precisam emergir de um remanescente de estrelas. A produção de buracos negros no início do universo, formada dessa maneira, pode fornecer aos cientistas uma explicação para a presença de buracos negros extremamente massivos em um estágio muito inicial da história do nosso universo.
Shantanu Basu e Arpan Das, do Departamento de Física e Astronomia da Western University, desenvolveram uma explicação para a distribuição observada de massas supermassivas de buracos negros e luminosidades, para as quais não havia anteriormente nenhuma explicação científica. Os resultados foram publicados hoje pela Astrophysical Journal Letters.
O modelo é baseado em uma suposição muito simples: buracos negros supermassivos se formam muito, muito rapidamente em períodos muito curtos e, de repente, eles param. Esta explicação contrasta com a compreensão atual de como buracos negros de massa estelar são formados, o que é que eles emergem quando o centro de uma estrela muito massiva colapsa sobre si mesmo.
“Esta é uma evidência observacional indireta de que os buracos negros se originam de colapsos diretos e não de remanescentes estelares”, diz Basu, professor de astronomia da Western que é reconhecido internacionalmente como um especialista nos estágios iniciais da formação de estrelas e evolução de discos protoplanetários.
Basu e Das desenvolveram o novo modelo matemático calculando a função de massa dos buracos negros supermassivos que se formam ao longo de um período de tempo limitado e sofrem um rápido crescimento exponencial de massa. O crescimento em massa pode ser regulado pelo limite de Eddington que é definido por um balanço de forças de radiação e gravitação ou pode até excedê-lo por um fator modesto.
“Os buracos negros supermassivos tiveram apenas um curto período de tempo, onde puderam crescer rapidamente e, em algum momento, devido a toda a radiação do universo criado por outros buracos negros e estrelas, sua produção foi interrompida”, explica Basu. “Esse é o cenário de colapso direto.”
Durante a última década, muitos buracos negros supermassivos, que são um bilhão de vezes mais massivos que o Sol, foram descobertos em altos redshifts, significando que eles estavam no lugar em nosso universo dentro de 800 milhões de anos após o Big Bang. A presença desses buracos negros jovens e muito massivos questionam nossa compreensão da formação e do crescimento dos buracos negros. O cenário de colapso direto permite massas iniciais muito maiores do que o implícito no cenário padrão de remanescente estelar, e pode ajudar muito a explicar as observações. Esse novo resultado fornece evidências de que esses buracos negros de colapso direto foram de fato produzidos no início do universo.
Basu acredita que esses novos resultados podem ser usados ??com observações futuras para inferir a história de formação dos buracos negros extremamente massivos que existem nos primórdios do nosso universo.
Sobre a Western University
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Publicado em 30/06/2019
Artigo original: https://mediarelations.uwo.ca/2019/06/28/black-hole-formation/
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