Cientistas aprenderam como buracos negros supermassivos cresceram ao longo de 12 bilhões de anos

Uma equipe de cientistas da Universidade Estadual da Pensilvânia conduziu uma análise global da dinâmica de crescimento dos buracos negros supermassivos. Os dados foram obtidos de leituras e simulações de observatórios de raios X. O trabalho permitiu-nos acompanhar como os buracos negros supermassivos ganharam aproximadamente 90% da sua massa nos últimos 12 mil milhões de anos. O conjunto dos 10% iniciais de massa permaneceu um mistério desde os primórdios do Universo, que ainda não foi resolvido.

Fonte da imagem: geração AI Kandinsky 3.0/3DNews

Os buracos negros supermassivos (SMBs) com massas superiores a um milhão de massas solares crescem principalmente através de dois processos: acreção de matéria (queda no buraco negro) e fusões com outros buracos negros. A taxa e intensidade de acréscimo, que previsivelmente aumenta a massa das SBLs, podem ser inferidas diretamente a partir da intensidade da emissão de raios X desses objetos. O gás aquecido na zona interna do disco de acreção também atinge os pólos do buraco negro, onde sua energia é espalhada junto com o fluxo de matéria (no jato). Nos raios X, tudo isso é perfeitamente exibido e medido por observatórios espaciais de raios X. Não é difícil calcular a taxa de ganho de massa a partir destes dados e, em média, é uma massa solar por ano.

As fusões de buracos negros são um processo mais complexo para medir a dinâmica de poder dos SBLs. Mas os cientistas têm observações do que geralmente acontece durante as fusões de duas ou mais galáxias com buracos negros no centro de cada uma delas. Se as estatísticas forem incluídas nos cálculos, então a modelagem fornecerá uma estimativa mais ou menos precisa do crescimento do VPL dos processos de fusão. De acordo com os dados obtidos, este processo corresponde a um aumento na massa do SBL em uma massa solar a cada poucas décadas.

Os processos descritos de ganho de massa por buracos negros supermassivos explicam o ganho de apenas 90% da massa de cada um deles, ocorrido nos últimos 12 bilhões de anos. Durante os restantes 1,8 mil milhões de anos após o Big Bang, não temos dados sobre como os futuros SBS foram capazes de ganhar 10% da sua massa. Isto ainda está por ver; por exemplo, o Observatório Infravermelho James Webb está agora a ajudar a descobrir isto. Também é interessante notar que os SSDs pararam de crescer há aproximadamente 8 bilhões de anos. Parece que o gás necessário para alimentá-los já havia sido amplamente absorvido naquela época, e os processos de fusão haviam desacelerado devido à expansão do Universo.