Astrônomos confirmam descoberta do buraco negro supermassivo mais antigo do universo

Uma publicação recente no Astrophysical Journal Letters dedica-se a confirmar a descoberta do buraco negro supermassivo mais antigo da história das observações. Ele está localizado na galáxia CAPERS-LRD-z9, descoberta apenas 500 milhões de anos após o Big Bang. A massa do buraco negro atinge 300 milhões de massas solares, o que é inexplicavelmente grande para um período tão remoto. O telescópio James Webb desvendou esse mistério.

Crédito da imagem: Erik Zumalt/Universidade do Texas em Austin

A descoberta de um buraco negro tão grande tão cedo na história do Universo pode ajudar a desvendar os mistérios da evolução de alguns dos objetos cósmicos mais misteriosos. Além disso, graças à extrema sensibilidade infravermelha do James Webb, uma nova classe de objetos foi descoberta no Universo primordial, chamados de Pequenos Pontos Vermelhos (PVVs) devido à sua aparição nas imagens deste telescópio. Os Pequenos Pontos Vermelhos surgem cerca de 500 milhões de anos após o Big Bang e desaparecem completamente de vista após mais um bilhão de anos.

Nas imagens do Webb, a região do buraco negro supermassivo aparece vermelha. Isso se deve ao poderoso disco de acreção do objeto. Em geral, o SMBH no centro do CAPERS-LRD-z9 é o chamado núcleo galáctico ativo. Nesse caso, o núcleo (o buraco negro com o disco de acreção) tem uma massa de cerca de metade da massa da galáxia hospedeira. Isso é inimaginavelmente grande, mas é assim que as galáxias podem nascer, que com o tempo evoluem para objetos como a nossa Via Láctea. Assim, o CAPERS-LRD-z9 pode sugerir os caminhos evolutivos das galáxias nos estágios iniciais de seu desenvolvimento.

Foi o disco de acreção no centro da galáxia CAPERS-LRD-z9 a peça final do quebra-cabeça que levou à descoberta do buraco negro supermassivo. A própria galáxia CAPERS-LRD-z9 nem sequer é visível nas imagens — é tão pequena que seu diâmetro é estimado em apenas 1.140 anos-luz, que é o tamanho das galáxias anãs que orbitam a Via Láctea.

O disco de acreção no centro de CAPERS-LRD-z9 foi descoberto por meio de análise espectral. O gás e a matéria ao redor do buraco negro supermassivo giram a cerca de 1% da velocidade da luz, o que pode ser detectado pelo efeito Doppler: a radiação da parte do disco que se move em nossa direção é deslocada para a região azul do espectro, e a parte que se afasta é deslocada para a vermelha. Isso se tornou uma evidência confiável de que este é o objeto descoberto, e o desvio para o vermelho de z9, confirmado pela análise espectral, indica sua idade.

Agora, os cientistas precisam descobrir como, apenas 500 milhões de anos após o Big Bang, um buraco negro conseguiu atingir uma massa 300 milhões de vezes maior que a do Sol. Mas essa é outra história.