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A ‘estrela do buraco negro’ mais distante já encontrada pode ajudar a resolver o pequeno mistério do ponto vermelho do Telescópio Espacial James Webb
A “estrela buraco negro” mais distante já encontrada, existindo no Universo menos de 660 milhões de anos após o Big Bang, forneceu uma pista vital sobre a origem dos misteriosos “pequenos pontos vermelhos” que povoam as imagens do Universo primitivo obtidas pelo Telescópio Espacial James Webb.
O consenso parece ser que estes objetos bizarros, descobertos pela primeira vez em 2022, estão a crescer buracos negros supermassivos sepultada em enormes nuvens de gás que possuem espectros semelhantes aos de estrelas vermelhas e frias, como gigantes vermelhos. Recentemente, os astrónomos têm descoberto que alguns destes objetos estão colocados dentro do centro de jovem galáxias cuja luz viaja há cerca de 12 mil milhões de anos, mais ou menos mil milhões, para chegar até nós. Dada a sua distância e tênue, a luz das estrelas dos buracos negros é difícil de separar da luz de uma galáxia circundante, especialmente quando sabemos que é provável que exista uma galáxia demasiado ténue para a observação. JWST para resolver.
No entanto, uma estrela de buraco negro recém-descoberta, desenterrada durante um programa JWST chamado pesquisa Mirage ou Miracle (MoM), está agindo como uma espécie de elo perdido.
“A pesquisa Mirage ou Miracle foi projetada especificamente para atingir fontes consideradas ‘arriscadas’, o que significa que podem ser descobertas surpreendentes ou apenas intrusos, como algumas estrelas frias próximas que parecem galáxias distantes”, disse Jorryt Matthee, do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria e co-investigador da pesquisa MoM, em um comunicado. Em particular, a pesquisa concentra-se em objetos que parecem estar muito altos desvio para o vermelho galáxias (em torno de um desvio para o vermelho de 10 ou mais, o que equivale a ter existido há pelo menos 13,1 mil milhões de anos).
A estrela do buraco negro encontrada pela pesquisa foi chamada de MoM-BH*-1 e é o melhor exemplo até agora de uma estrela de buraco negro “nua”, o que significa que os astrônomos estão bastante certos de que ela existe no espaço por si só, e não dentro de uma galáxia em expansão. Isso significa que toda a sua luz é gerada por acréscimo no buraco negro no centro da nuvem. Embora não possamos ver este acréscimo por causa da nuvem de gás obscurecedora, esta luz energiza a nuvem circundante a partir de dentro, fazendo-a brilhar tal como a energia gerada dentro da nuvem. sol faz com que suas camadas externas irradiem.
“O espectro que detectámos é a nossa melhor evidência de uma capa de gás alimentando um buraco negro em formação inicial”, disse Rohan Naidu, da Universidade do Havai, que liderou a equipa que descobriu MoM-BH*-1 e é co-líder da pesquisa MoM, no comunicado.
Curiosamente, MoM-BH*-1 situa-se perto no espaço de uma galáxia jovem com o mesmo desvio para o vermelho, e as estimativas sugerem que serão necessários mais 100 milhões de anos para a estrela do buraco negro colidir e fundir-se com a galáxia. A equipe de Naidu e Matthee modelou como seria o espectro da galáxia depois de se fundir com MoM-BH*-1, e descobriu que seria muito parecido com os pequenos pontos vermelhos já conhecidos dentro das galáxias.
“Considerar a estrela do buraco negro como um modelo para o componente do buraco negro de pequenos pontos vermelhos ajuda a esclarecer muitas das incertezas sobre eles”, disse Matthee. “Se incorporadas em galáxias hospedeiras semelhantes, estrelas de buracos negros como MoM-BH*-1 poderão muito bem servir como motores centrais de estrelas bebés. quasares.”
Desta forma, MoM-BH*-1 fornece fortes evidências de que o objeto no coração de galáxias ténues que englobam pequenos pontos vermelhos é uma estrela de buraco negro. Observações recentes Alguns pequenos pontos vermelhos em redshifts mais baixos mostraram que a nuvem de gás ao redor do buraco negro começa a se desintegrar, expondo o buraco negro e os raios X produzidos pela acreção de gás sobre ele. Estes buracos negros parecem estar a crescer rapidamente e os ambientes que os rodeiam tornam-se altamente luminosos, criando um quasar.
“Nunca faltou imaginação aos astrónomos: desde a descoberta dos quasares, não faltaram teorias para explicar como é que estes buracos negros cresceram tão massivos e tão rapidamente,” disse Naidu. “Algo espetacular deve ter acontecido no universo primitivo. Agora, com o JWST, podemos observar diretamente esta era e ver por nós mesmos quais cenários realmente ocorrem.”
Aprender sobre o nascimento de buracos negros supermassivos e se eles são anteriores às galáxias que os rodeiam era um dos principais objetivos científicos do JWST antes do seu lançamento. Nisto tem sido tremendamente bem-sucedido até agora. Apesar de os pequenos pontos vermelhos terem sido descobertos apenas há quatro anos, a investigação sobre eles e sobre as estrelas dos buracos negros está a acelerar, com novas descobertas a surgirem quase semanalmente.
“Estes são tempos incrivelmente emocionantes, com quase mil artigos e pré-impressões em pequenos pontos vermelhos nos últimos dois ou três anos”, disse Matthee. “Longe de ser uma miragem, isto pode muito bem ser um milagre cósmico.”
As descobertas foram publicadas em 13 de agosto na revista Nature.
