Aqueles curiosos pontos rubros nas imagens do James Webb agora têm uma justificativa.

Quando o James Webb capturou suas primeiras imagens em dezembro de 2021, a uma distância de cerca de 1,5 milhão de quilômetros da Terra, os pesquisadores logo notaram algo inesperado. Espalhadas entre estrelas e galáxias estavam pequenos pontos de luz vermelha inexplicáveis que não se encaixavam nos modelos existentes do universo primitivo.

Um Mistério Cósmico no Universo Primitivo

Esses objetos, apelidados de “pequenos pontos vermelhos”, aparecem durante um período em que o universo tinha apenas algumas centenas de milhões de anos. Aproximadamente um bilhão de anos depois, eles parecem desaparecer da vista. Sua breve aparição levantou uma grande questão: o que exatamente eram essas fontes vermelhas brilhantes?

Uma ideia inicial sugeriu que eles eram galáxias massivas brilhantes o suficiente para serem detectadas através de 13 bilhões de anos de história cósmica. No entanto, essa explicação conflitava com o que os cientistas sabem sobre a formação de galáxias. Galáxias tão grandes não deveriam ter existido tão cedo após o Big Bang, já que requerem muito mais tempo para se desenvolver.

Buracos Negros Ocultos em Casulos de Gás

Após analisar os dados do Webb por dois anos, pesquisadores do Centro Cosmic Dawn do Instituto Niels Bohr chegaram a uma conclusão diferente. Os pontos vermelhos são alimentados por buracos negros, os objetos mais extremos conhecidos no universo. Essas observações oferecem uma rara visão de como os primeiros buracos negros se formaram e começaram a crescer.

“Os pequenos pontos vermelhos são buracos negros jovens, cem vezes menos massivos do que se acreditava anteriormente, envoltos em um casulo de gás, que estão consumindo para crescer. Esse processo gera um calor enorme, que brilha através do casulo. Essa radiação que passa pelo casulo é o que dá aos pequenos pontos vermelhos sua cor vermelha única”, diz o Professor Darach Watson, um dos autores principais do estudo.

‘”Eles são muito menos massivos do que se pensava anteriormente, então não precisamos invocar tipos completamente novos de eventos para explicá-los.”

A importância da descoberta colocou a equipe do Centro Cosmic Dawn na capa da Nature, uma das revistas científicas mais influentes do mundo.

Por que os Buracos Negros São “Comedores Desordenados”

Astrônomos agora identificaram centenas desses pequenos pontos vermelhos, todos jovens buracos negros. Embora sejam alguns dos menores buracos negros já observados, eles ainda são enormes por padrões cotidianos, pesando até 10 milhões de vezes a massa do Sol e estendendo cerca de dez milhões de km de largura.

Os buracos negros crescem puxando gás e poeira próximos. Como seus horizontes de eventos são relativamente pequenos, o material que cai para dentro fica extremamente quente e brilhante antes de cruzar o ponto sem retorno. Esse processo libera mais energia do que quase qualquer outro fenômeno conhecido no universo. A radiação intensa empurra grande parte do material que chega de volta para fora em vez de permitir que seja engolido.

“Quando o gás cai em direção a um buraco negro, ele espirala para um tipo de disco ou funil em direção à superfície do buraco negro. Ele acaba indo tão rápido e sendo comprimido de forma tão densa que gera temperaturas de milhões de graus e brilha intensamente. Mas apenas uma quantidade muito pequena do gás é engolida pelo buraco negro. A maior parte é expelida de volta pelos polos à medida que o buraco negro gira. É por isso que chamamos os buracos negros de ‘comedores desordenados'”, explica Darach Watson.

Resolvendo o Enigma do Crescimento Rápido de Buracos Negros

Toda grande galáxia, incluindo a Via Láctea, contém um buraco negro supermassivo em seu centro. O que está em nossa galáxia tem uma massa cerca de quatro milhões de vezes a do Sol. Apesar de sua importância, os cientistas ainda estão tentando entender como esses enormes objetos se formaram tão cedo na história cósmica.

As novas descobertas ajudam a explicar como buracos negros supermassivos poderiam já existir apenas 700 milhões de anos após o Big Bang, alguns alcançando massas bilhões de vezes maiores que as do Sol. Observar esses jovens buracos negros durante uma fase intensa de crescimento preenche um capítulo em falta da evolução cósmica.

“Capturamos os jovens buracos negros no meio de seu surto de crescimento em um estágio que não havíamos observado antes. O denso casulo de gás ao seu redor fornece o combustível necessário para que cresçam muito rapidamente”, diz Darach Watson.