Astrônomos da Academia de Ciências e da Universidade Estadual de Moscou descobriram que a forma e o tamanho das galáxias foram determinados no passado distante por quantos "embriões" de buracos negros supermassivos continham seus arredores, de acordo com um artigo publicado no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
“Os buracos negros previstos por nosso modelo deveriam estar presentes no Universo em número suficiente para explicar todos os aglomerados globulares que se formaram. Ele aponta para a existência de um número suficiente de buracos negros com uma massa de vários milhares de sóis para que eles possam se tornar os 'embriões' de aglomerados globulares”, diz Alexander Dolgov, do Instituto de Física Teórica e Experimental da Academia Russa de Ciências em Moscou, citado pelo serviço de imprensa da Russian Science Foundation.
Acredita-se que a maioria das galáxias massivas seja habitada por buracos negros supermassivos, que podem variar de um milhão a bilhões de massas solares. As razões para a formação desses objetos ainda não são totalmente claras. Os cientistas inicialmente acreditaram que tais objetos surgiram da mesma maneira que seus "primos" normais - como resultado do colapso gravitacional das estrelas e a subsequente fusão de vários grandes buracos negros.
As observações das primeiras galáxias do Universo fizeram os astrofísicos duvidarem disso - descobriu-se que elas eram "habitadas" por buracos negros com uma massa de dezenas de bilhões de Sóis. Esses objetos simplesmente não teriam tempo de crescer até esse tamanho se nascessem pequenos. Portanto, alguns cientistas começaram a acreditar que buracos negros supermassivos nascem em cenários mais exóticos - como resultado do colapso de nuvens gigantes de hidrogênio atômico "puro" ou devido a aglomerados de matéria escura.
Hoje, a maioria dos astrônomos acredita que os buracos negros - "pesos pesados" surgiram no alvorecer da juventude do Universo a partir dos chamados buracos negros primordiais, que ocupam uma posição intermediária entre os buracos negros supermassivos e ordinários, cuja origem ainda é desconhecida. Sua massa, de acordo com várias estimativas de cientistas, era de várias dezenas ou centenas de milhares de massas solares. Nos últimos dez anos, os astrônomos têm procurado ativamente por essas "sementes" de buracos negros e, até agora, sabemos menos de dez candidatos para o papel de tais objetos.
Dolgov e seu colega Konstantin Postnov, do Instituto Astronômico Estadual da Universidade Estadual de Moscou, descobriram que esses "embriões" podem desempenhar um papel fundamental na formação de todas as galáxias, estudando com que frequência esses buracos negros podem ter surgido antes mesmo dos primeiros aglomerados de estrelas estourarem no universo recém-nascido.
Seus cálculos mostraram que nos primeiros dias de vida do Universo, um grande número de tais objetos poderia aparecer, cerca de 10-100 mil vezes mais do que o número de todas as galáxias no universo. Esse número de buracos negros, segundo Postnov e Dolgov, deveria ter sido suficiente para o nascimento de todos os aglomerados globulares que conhecemos - as mais antigas "famílias" de estrelas na periferia das galáxias, onde foram encontrados todos os buracos negros conhecidos de massa intermediária.
Esses aglomerados de estrelas, por sua vez, são hoje considerados uma espécie de "embriões" em torno dos quais se formaram no passado distante os núcleos de todas as galáxias espirais e elípticas que conhecemos.
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Um grande número de tais aglomerados no Universo primitivo levou os cientistas a acreditar que os buracos negros que neles viviam poderiam "orquestrar" o crescimento das galáxias e controlar sua forma e massa, e não o contrário, como muitos astrofísicos acreditam hoje.
Orientados por essa ideia, os cientistas calcularam como a forma da galáxia mudou com a mudança no número de aglomerados globulares e na massa dos buracos negros em seus centros, bem como com o aumento e diminuição da massa do "donut" de matéria escura na periferia das galáxias, que é considerada hoje o principal fator impulsionador de seu nascimento … Como se viu, os buracos negros desempenharam um papel decisivo no nascimento de galáxias elípticas e espirais, forçando-as a se formarem mesmo nos casos em que o anel de matéria escura estava ausente.
Um cenário semelhante para a formação de galáxias, como observam os pesquisadores, pode explicar um dos principais mistérios cosmológicos - por que as primeiras galáxias têm uma massa muito grande e têm buracos negros muito pesados, cuja existência os cientistas não conseguiram explicar antes.
