Astrônomos descobriram três buracos negros supermassivos no início do universo que se tornaram um bilhão de vezes mais pesados que o Sol em apenas cem mil anos, o que é impossível do ponto de vista das teorias astronômicas modernas, de acordo com um artigo publicado no Astrophysical Journal.
“Nenhum modelo teórico atual pode explicar a existência desses objetos. Sua descoberta no início do Universo lança dúvidas sobre as teorias atuais sobre a formação de buracos negros, e agora temos que criar novos modelos para explicar como surgem as galáxias e os buracos negros”, diz Joseph Hennawi, da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara (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 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, 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 em cenários mais exóticos - como resultado do colapso de nuvens gigantes de hidrogênio atômico "puro" ou devido a aglomerados de matéria escura.
Hennawi e seus colegas encontraram mais evidências de que os buracos negros no início do Universo cresceram muito rápido, interrompendo todas as ideias sobre sua evolução. Os pesquisadores descobriram seis buracos negros supermassivos de uma vez, que vemos no estado em que estavam apenas 850 milhões de anos após o Big Bang.
As primeiras galáxias do Universo haviam começado a se formar nessa época e, como os cientistas acreditavam anteriormente, os buracos negros em seus centros não poderiam ser "pesos pesados" que não fossem inferiores em massa aos quasares modernos. Os três buracos negros encontrados pela equipe de Henawi com o telescópio Keck-II no Havaí contradizem essa ideia - eles são cerca de um bilhão de vezes mais pesados que o Sol, que é milhares de vezes a massa do buraco negro Sgr A * no centro da Via Láctea.
De acordo com as idéias modernas sobre a evolução das galáxias, um buraco negro pode ganhar essa massa absorvendo matéria quase igual à existente no universo, o que era impossível para os quasares nascidos no primeiro bilhão de anos de sua vida. Mesmo que eles “comessem” continuamente e absorvessem gás e poeira, seu crescimento seria atrasado por centenas de milhões de anos, o que é possível, mas improvável.
Os autores do artigo decidiram encontrar uma resposta para essa pergunta, usando um padrão simples da vida de tais objetos. Quando os buracos negros "jantam", eles ejetam jatos no espaço circundante, feixes estreitos de matéria superaquecida que viajam a velocidades próximas à da luz. Esses jatos aquecem o espaço intergaláctico e o ionizam, tornando-o mais "transparente" à luz. Conseqüentemente, quanto mais transparentes os arredores da galáxia, mais tempo dura o “almoço” do buraco negro em seu centro.
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Para a surpresa dos astrônomos, as vizinhanças de todas as três galáxias - CFHQS J2229 + 1457, SDSS J1335 + 3533 e SDSS J0100 + 2802 - eram inesperadamente opacas, indicando que os buracos negros em seus centros haviam absorvido ativamente a matéria por não mais de 100 mil anos. Esses altos "apetites" por buracos negros não se enquadram em nenhum arcabouço teórico, e sua descoberta, como apontam os cientistas, fala a favor de teorias alternativas sobre a formação e o crescimento de quasares.
“Gostaríamos de encontrar outros objetos semelhantes. Sua descoberta foi um grande sucesso para nós, e a descoberta de outros buracos negros no início do Universo indicará que muitos quasares podem ser muito mais jovens do que pensávamos anteriormente”, conclui Christina Eilers, uma colega de universidade em Hennawi.
