Cientistas descobrem razões de formação de buracos negros

"O colapso da galáxia e a formação de um buraco negro com uma massa de milhões de Sóis está acontecendo neste caso apenas durante 100 mil anos, um instante para os padrões espaciais. Dentro de alguns milhões de anos ele vai crescer e atingir a massa de um bilhão de Sóis, o que é muito mais rápido do que esperávamos ", disse Zoltan Haiman da Universidade de Columbia, em Nova York (EUA).

Acredita-se que no centro da maioria das galáxias massivas se encontram buracos negros supermassivos cuja massa pode variar de milhões a bilhões de massas solares. As razões de formação destes objectos não são completamente claras. Inicialmente, os cientistas acreditavam que eles apareceram da mesma forma que os seus primos "normais" — em resultado do colapso gravitacional de estrelas e a posterior fusão de vários grandes buracos negros.

Observações das primeiras galáxias do universo levaram os astrofísicos a duvidar disso — descobriu-se que nelas existem buracos negros com uma massa de dezenas de bilhões de Sóis. Tais objetos, conforme mostram os cálculos, simplesmente não teriam tempo de crescer e atingir esse tamanho, se tivessem nascido pequenos. Por isso, alguns cientistas começaram a acreditar que os buracos negros supermassivos nascem de forma diferente — como resultado do colapso de nuvens gigantes de átomos de hidrogênio "puro" ou devido à presença neles de aglomerados de matéria escura.

Haiman e seus colegas sugeriram outro cenário incomum de formação dos maiores buracos negros do universo, no qual o papel fundamental pertence não a seus "embriões", mas a seus vizinhos cósmicos — outras grandes galáxias.

O principal obstáculo para o crescimento dos buracos negros, de acordo com Haiman, são as estrelas, ou melhor, o processo de sua formação. Quando os buracos negros começam a crescer, dentro de seus "embriões" aparecem aglomerados de matéria nebulosa, que dão origem a dezenas e centenas de estrelas. As estrelas resistem muito mais à atração do buraco negro e o seu crescimento é parado praticamente por si próprio.

O processo de formação de estrelas pode ser interrompido se no momento em que o "embrião" de um buraco negro encolhe, as moléculas de hidrogénio nele forem divididas em átomos ou iões individuais. Tal processo, como sugerido por Haiman e seus colegas, pode ocorrer em uma galáxia bem grande com muitas estrelas jovens que produzem muitos raios-X e radiação ultravioleta.

Os investigadores testaram esta ideia através da criação de um modelo de computador do início do universo, povoado pelas primeiras galáxias e embriões de buracos negros. Como mostrado pelos seus cálculos, as grandes galáxias podem realmente acelerar o crescimento dos buracos negros nos seus "vizinhos" se estiverem localizadas a certa distância deles e tiverem determinado peso e brilho. Então, o gás nas galáxias vizinhas se divide em átomos, mas não chega a aquecer tanto que a galáxia se divida em partes, não se formando um buraco negro.

Todos esses cálculos, como enfatizado pelos cientistas, não descartam cenários alternativos de formação dos maiores buracos negros do universo. Como esperam Haiman e seus colegas, o lançamento do telescópio James Webb, o maior telescópio espacial do mundo, vai nos ajudar a ver essas primeiras galáxias e compreender se elas realmente ajudaram os buracos negros a crescer ou se a sua formação aconteceu de outra forma.