Com a espectroscopia, os astrônomos dividem a luz em seus diversos comprimentos de onda para estudar as características de um objeto.
Por Redação, com Europa Press – de Washington
O buraco negro mais antigo já confirmado foi localizado 500 milhões de anos após o Big Bang, há 13,3 bilhões de anos, quando nosso universo tinha apenas 3% de sua idade atual.
Uma equipe internacional de astrônomos, liderada pelo Cosmic Frontier Center da Universidade do Texas em Austin, que o descobriu, acredita que essa é uma oportunidade única para estudar a estrutura e a evolução desse período enigmático.
– Na busca por buracos negros, isso é o mais longe que se pode chegar. Estamos realmente ampliando os limites do que a tecnologia atual pode detectar – disse Anthony Taylor, pesquisador de pós-doutorado do Cosmic Frontier Centre e líder da equipe que fez a descoberta, em um comunicado.
A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal.
Embora os astrônomos tenham encontrado alguns candidatos mais distantes”, acrescentou Steven Finkelstein, coautor do artigo e diretor do Cosmic Frontier Centre, “eles ainda não encontraram o sinal espectroscópico característico associado a um buraco negro”.
Com a espectroscopia, os astrônomos dividem a luz em seus diversos comprimentos de onda para estudar as características de um objeto. Para identificar buracos negros, eles procuram evidências de gás em movimento rápido. À medida que gira e cai em um buraco negro, a luz do gás que se afasta de nós é esticada para comprimentos de onda muito mais vermelhos, e a luz do gás que se aproxima de nós é comprimida para comprimentos de onda muito mais azuis.
– Não há muitas outras coisas que criam esse sinal – explicou Taylor. “E essa galáxia o tem.”
A equipe usou dados do programa CAPERS (CANDELS-Area Prism Epoch of Reionization Survey) do Telescópio Espacial James Webb para sua pesquisa. Lançado em 2021, o JWST oferece as vistas mais distantes do espaço disponíveis, e o CAPERS fornece observações da borda externa.
Pequenos pontos vermelhos
A Capers-LRD-z9, inicialmente vista como uma pequena mancha nas imagens do programa, acabou por fazer parte de uma nova classe de galáxias conhecida como “Little Red Dots”. Presentes apenas nos primeiros 1,5 bilhão de anos do universo, essas galáxias são muito compactas, vermelhas e inesperadamente brilhantes.
– A descoberta das Little Red Dots foi uma grande surpresa em comparação com os primeiros dados do JWST, pois elas não se pareciam em nada com as galáxias observadas com o Telescópio Espacial Hubble – explicou Finkelstein. Estamos agora no processo de decifrar como elas são e como se formaram.
A CAPERS-LRD-z9 pode ajudar os astrônomos a fazer exatamente isso. Em primeiro lugar, essa galáxia reforça a evidência crescente de que os buracos negros supermassivos são a fonte do brilho inesperado dos Little Red Dots. Normalmente, esse brilho indicaria uma abundância de estrelas em uma galáxia. Entretanto, os Little Red Dots existem em uma época em que é improvável a existência de uma massa estelar tão grande.
Por outro lado, os buracos negros também brilham intensamente. Isso ocorre porque eles comprimem e aquecem os materiais que consomem, criando uma enorme quantidade de luz e energia. Ao confirmar a existência de um no CAPERS-LRD-z9, os astrônomos encontraram um exemplo impressionante dessa conexão nos Pequenos Pontos Vermelhos.
A galáxia recém-descoberta também pode ajudar a entender a causa da cor vermelha característica dos Little Red Dots. Isso pode ser devido a uma densa nuvem de gás que circunda o buraco negro, curvando sua luz em comprimentos de onda mais vermelhos à medida que ela passa.
“Já vimos essas nuvens em outras galáxias”, explicou Taylor. “Quando comparamos esse objeto com essas outras fontes, ele era idêntico.”
Magnitude colossal
Essa galáxia também é notável pela magnitude colossal de seu buraco negro. Estima-se que ele seja até 300 milhões de vezes maior que o nosso Sol, e sua massa é metade da massa de todas as estrelas da galáxia. Mesmo entre os buracos negros supermassivos, essa é uma massa particularmente grande.
Encontrar um buraco negro tão maciço em um estágio tão inicial oferece aos astrônomos uma oportunidade valiosa para estudar como esses objetos se desenvolveram. Um buraco negro presente no Universo posterior teria tido várias oportunidades de crescer ao longo de sua vida. Mas um presente nas primeiras centenas de milhões de anos não teria.
– Isso reforça a crescente evidência de que os primeiros buracos negros cresceram muito mais rápido do que pensávamos ser possível – disse Finkelstein. “Ou que eles começaram muito mais massivos do que nossos modelos preveem.”