Novo recorde quebrado! Buraco negro mais antigo já encontrado traz mais perguntas do que respostas
Quebrando o recorde do último ano, um novo recorde para buraco negro mais antigo aconteceu no início desse ano. Usando dados do JWST, astrônomos conseguiram observar um buraco negro de quando Universo tinha apenas 400 milhões de anos.
Desde que foi lançado, o telescópio JWST quebra recorde ano após ano de galáxia mais antiga já encontrada, estrela mais antiga e até buracos negros. Isso é importante já que o objetivo do telescópio é entender como galáxias foram formadas. Quanto mais distante for o objeto, mais no passado estamos observando.
Cerca de 300 milhões de anos após o Big Bang, sucedendo uma era chamada Era das Trevas, estima-se que as primeiras estrelas e galáxias se formaram. A formação das galáxias ainda permanece uma pergunta em aberto. Além disso, os buracos negros parecem ter um papel importante na formação e evolução das galáxias, entender isso é outro ponto chave para os astrofísicos.
Um novo recorde foi quebrado pelo JWST quando ele registrou um buraco negro localizado a 13 bilhões de anos-luz de distância. O Universo tinha apenas 400 milhões de anos. Mas o que chocou os astrônomos é que o buraco negro é muito maior do que o esperado para o Universo tão jovem. Qual motivo disso?
Buracos negros supermassivos
Uma forma de classificar buracos negros é através de sua massa. Buracos negros que possuem uma massa maior que cerca de 10 mil massas solares são classificados como buracos negros supermassivos. Eles podem chegar até cerca de milhões ou bilhões de massas solares.
Não se sabe como buracos negros supermassivos se formaram. Apesar de crescerem quando eles acretam matéria, seria impossível eles chegarem a tamanhos tão grandes em um intervalo menor que a idade do Universo. A busca por entender como eles se formaram continua com o JWST.
Relação de buracos negros e galáxias
Como há um buraco negro no centro de praticamente todas galáxias, é esperado buscar a relação entre ele e sua galáxia hospedeira. Apesar da fama do forte campo gravitacional, um buraco negro é muito menor que sua galáxia e não a influência gravitacionalmente em grandes distâncias.
No entanto, uma correlação entre a dispersão de velocidades na parte mais interna da galáxia e a massa do buraco negro existe. Também há uma relação entre a taxa de formação de estrelas e a atividade de um buraco negro. Algumas hipóteses sugerem que houve uma co-evolução entre a galáxia e o buraco negro supermassivo no centro.
Por que observar distâncias grandes?
Para entender esse processo, é necessário olhar como as galáxias se formaram. Era esperado que as primeiras galáxias formaram quando o Universo tinha seus 300 ou 400 milhões de anos. Nesse modelo, as galáxias deveriam ser pequenas e resultados do JWST mostra que elas já eram grandes demais para a época.
O JWST observa distâncias muito grandes no infravermelho. Quanto mais distante se observa, mais no passado estamos olhando visto que a luz tem uma velocidade finita. Além disso, a expansão do Universo também interfere na trajetória da luz, fazendo com que vá para comprimentos de onda maiores como o infravermelho.
Observação da GN-z11
Observando numa distância de 13 bilhões de anos-luz, o JWST capturou a galáxia GN-z11. Desde 2016, a galáxia já era conhecida pelos astrônomos e já foi conhecida como a galáxia mais distante registrada mas perdeu seu posto nos anos seguintes. Porém, ela já era extremamente brilhante para seu tipo o que indagava astrônomos.
Com os dados do JWST foi possível observar a galáxia com mais detalhes no infravermelho. A conclusão que o time de astrônomos chegaram é que há um buraco negro no centro se alimentando com uma taxa de cerca de 1 Sol a cada 5 anos. O problema é que o buraco negro, tem 1.6 milhões de massas solares e é grande demais.
Por que é um mistério?
A ideia era que buracos negros nasciam de sementes de buracos negros menores e cresciam a partir dali através de acreção e mergers com outros buracos negros. Esse processo era esperado acontecer durante a transição da Era das Trevas para a Era das Estrelas quando Universo tinha cerca de 300 milhões anos.
Os buracos negros deveriam ser pequenos nessa época e começariam a crescer a partir dali. Com a nova descoberta, perceberam que nessa época os buracos negros já eram muito grandes de forma que nenhum modelo atual consegue explicar o motivo.
Com novos dados do JWST é esperado que ele consiga dar uma luz para responder o motivo de que esses objetos já eram tão grandes logo no início do Universo.