Logo após o início das operações do Telescópio Espacial James Webb (JWST), algumas de suas descobertas mais intrigantes foram os “pequenos pontos vermelhos” — objetos compactos, muito distantes e misteriosos do universo primitivo. Os astrônomos debatem há muito tempo sua natureza, e agora uma nova descoberta lança luz sobre sua possível origem.
Luz na Janela – LRD espreita por entre uma nuvem, vista por um artista. Crédito da imagem: NASA/CXC/SAO/M. Weiss
A descoberta foi feita através de uma combinação de dados do telescópio espacial Webb e do Observatório de Raios X Chandra. Os dados do Chandra fazem parte de um levantamento realizado há uma década, no qual o observatório espacial de raios X compilou muitos anos de observações. Uma das fontes de raios X do universo primitivo coincidiu em localização com o objeto descoberto ali pelo Webb, e isso pode ter implicações para toda a nossa cosmologia.
Astrônomos descobriram que a localização de um dos “pontos vermelhos” corresponde precisamente a uma fonte de raios X que estava há muito tempo nos arquivos do Chandra, mas que havia permanecido despercebida. A energia desse sinal de raios X mostrou-se semelhante à emissão de quasares – galáxias com buracos negros extremamente ativos em seus centros.
Os próprios “pequenos pontos vermelhos” são objetos com não mais do que algumas centenas de anos-luz de diâmetro, que existem há mais de 12 bilhões de anos. Sua cor vermelha e o vapor de água detectado em seu interior indicam temperaturas relativamente baixas, o que os distingue de estrelas comuns e centros galácticos ativos. Além disso, eles nunca haviam sido associados à emissão de raios X, tornando a nova descoberta a primeira desse tipo.
A descoberta de um objeto com assinaturas de emissão de raios X o equipara, na prática, a buracos negros supermassivos (que são sempre acompanhados por emissão ativa de raios X e raios gama). Portanto, é de fundamental importância para a compreensão de como os buracos negros supermassivos se formam.Buracos negros localizados nos centros das galáxias, incluindo a nossa Via Láctea.
Por muito tempo, existiram duas teorias: o crescimento a partir de pequenos buracos negros de massa estelar ou o colapso direto de uma enorme nuvem de gás. Os “pequenos pontos vermelhos” prometem ser uma forte evidência em favor do segundo cenário, o de “de cima para baixo”. Acredita-se que o buraco negro devora a nuvem de gás por dentro, e sua matéria, aquecida a milhões de graus, emite raios X, mas essa luz é absorvida pela densa camada circundante. Portanto, esses objetos não haviam sido detectados anteriormente em raios X e não podiam ser associados inequivocamente a buracos negros.
Essa é a importância do objeto recém-descoberto, designado 3DHST-AEGIS-12014: estamos de fato observando sua emissão de raios X. Os cientistas levantaram a hipótese de que esse objeto seja uma forma de transição: o buraco negro já “devorou” buracos em sua camada gasosa, e os raios X estão escapando por essas aberturas. As propriedades variáveis desse sinal podem ser explicadas pela rotação da nuvem e pelo aparecimento periódico dessas “janelas” no campo de visão (o sinal está presente nos dados de arquivo do Chandra, mas não nos atuais). Se essa interpretação estiver correta, os astrônomos terão observado o interior do “pequeno ponto vermelho” pela primeira vez e obtido evidências cruciais que ligam o nascimento de buracos negros supermassivos a esses objetos misteriosos.