Os primeiros buracos negros gigantes cresceram em ritmo ultra-rápido graças à "ajuda" de galáxias vizinhas, cuja radiação impedia a formação de estrelas dentro dos "embriões" dos futuros gigantes do Universo, segundo artigo publicado na revista Nature Astronomy.
“O colapso de uma galáxia e a formação de um buraco negro com massa de um milhão de Sóis ocorrem, neste caso, em apenas 100 mil anos, um instante para os padrões cósmicos. Depois de alguns milhões de anos, ele atinge a massa de um bilhão de sóis, o que é visivelmente mais rápido do que esperávamos”, disse Zoltan Haiman, da Universidade de Columbia em Nova York (EUA).
Acredita-se que os centros da maioria das galáxias massivas abrigam buracos negros supermassivos, cuja massa pode variar de um milhão a bilhões de vezes a massa do Sol. As razões para a formação desses objetos ainda não são totalmente claras. Os cientistas inicialmente acreditaram que tais objetos surgiram da mesma forma 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 são habitadas por buracos negros com uma massa de dezenas de bilhões de Sóis. Esses objetos, como mostram os cálculos, simplesmente não teriam tempo de crescer a esse tamanho se nascessem pequenos. Portanto, alguns cientistas começaram a acreditar que buracos negros supermassivos nascem de acordo com cenários mais exóticos - como resultado do colapso de nuvens gigantes de hidrogênio atômico "puro" ou devido à presença de aglomerados de matéria escura neles.
Hyman e seus colegas propuseram outro cenário incomum para o nascimento dos maiores buracos negros do Universo, em que o papel principal é desempenhado não por seus "embriões", mas por seus vizinhos espaciais - outras grandes galáxias.
O principal obstáculo ao crescimento dos buracos negros, segundo Hyman, são as estrelas, ou melhor, o processo de sua formação. Quando os buracos negros começam a crescer, aglomerados de matéria, nebulosas, onde nascem dezenas e centenas de estrelas, aparecem dentro de seu "embrião". As estrelas irão atrair gás e impedir que ele se mova em direção ao buraco negro, devido ao qual seu crescimento realmente pára por si mesmo.
O processo de formação de estrelas pode ser interrompido se, no momento em que o "embrião" de um buraco negro for comprimido, as moléculas de hidrogênio nele se dividirem em átomos ou íons individuais. Isso, como Hyman e seus colegas sugeriram, poderia ser realizado por uma galáxia bastante grande, com um número significativo de estrelas jovens emitindo grandes quantidades de raios-X e radiação ultravioleta.
Os cientistas testaram essa ideia criando um modelo de computador do universo primitivo, habitado pelas primeiras galáxias e as sementes dos buracos negros. Como seus cálculos mostraram, grandes galáxias podem realmente acelerar o crescimento de buracos negros em seus "vizinhos" se estiverem localizados a uma certa distância deles e tiverem a massa e o brilho corretos. Então, o gás nas galáxias vizinhas se decompõe em átomos, mas não esquenta tanto que a galáxia simplesmente se desintegre em partes sem formar um buraco negro.
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Todos esses cálculos, como enfatizam os cientistas, não excluem cenários alternativos para a formação dos maiores buracos negros do Universo. Hyman e seus colegas esperam que o lançamento do Telescópio James Webb, o maior telescópio orbital do mundo, ajude a ver essas galáxias primitivas e a entender se elas realmente ajudaram os buracos negros a crescerem ou se foram formados de alguma outra maneira.
