Cientistas descobriram buracos negros em configurações máximas – hoje não existem tais coisas

Há um ano, o Telescópio Espacial James Webb descobriu novos objetos no Universo primitivo, chamados Pequenos Pontos Vermelhos (LRDs). Nos sensores do observatório, eles pareciam literalmente pontos com um desvio para o vermelho extremamente grande. Desde então, os cientistas apresentaram uma série de hipóteses sobre a natureza desses objetos, o que lhes permite encontrar uma explicação para sua origem. Novo trabalho lança mais luz sobre esse mistério do universo primitivo.

Fonte da imagem: AI generation Grok 3/avalanche noticias

A primeira e amplamente correta suposição foi que os “pequenos pontos vermelhos” eram núcleos galácticos ativos (quasares). A peculiaridade dos LRDs era que, diferentemente dos quasares, eles emitiam muito fracamente no espectro de rádio e raios X. Buracos negros supermassivos dentro de galáxias distantes não se comportam assim: eles literalmente brilham em raios X.

Uma das coisas que os cientistas descobriram rapidamente sobre esses objetos é que seus espectros são bastante ampliados devido ao efeito Doppler. Isso indica que o gás que emite a luz está girando em torno da região central a velocidades enormes — mais de 1.000 quilômetros por segundo.

Para estudar os “pequenos pontos vermelhos” com mais detalhes, os cientistas usaram os instrumentos de Webb para coletar espectros de alta resolução de 12 desses objetos. Os dados obtidos foram então comparados com modelos de buracos negros supermassivos. A análise mostrou que tudo poderia estar acontecendo dentro de uma nuvem galáctica jovem. Dentro da galáxia, um disco de acreção ao redor do buraco negro deve girar a uma velocidade muito alta. Neste caso, a nuvem galáctica deve ser altamente ionizada. Nesse caso, a densa nuvem de elétrons livres que cerca a galáxia de fato absorveria a maior parte das emissões de raios X e rádio.

Por outro lado, para que os LRDs atinjam a luminosidade infravermelha observável, a potência de radiação do buraco negro deve estar no seu máximo. Observações mostram que essa potência está próxima do limite de Eddington, após o qual o buraco negro simplesmente aceleraria a matéria ao seu redor e à galáxia com sua “luz”, incluindo gás ionizado que mascara a emissão de raios X e rádio.

Algumas das galáxias abertas de “pequenos pontos vermelhos”. Fonte da imagem: NASA

Tudo isso sugere que os “pequenos pontos vermelhos” são buracos negros supermassivos muito jovens que estão crescendo rapidamente e atingindo a maturidade. Isso é apoiado por estimativas de sua massa, que variam de 10.000 a 1.000.000 de massas solares, muito menor do que os típicos buracos negros supermassivos. Este modelo também ajuda a explicar por que não vemos LRDs mais próximos e com menor desvio para o vermelho. No processo de sua evolução violenta, trabalhando no limite de seu poder, eles rapidamente dispersam a nuvem ionizada que os cerca e se transformam em quasares típicos, dos quais há muitos no Universo e aos quais os cientistas estão acostumados há muito tempo.