Um buraco negro foi descoberto no início do Universo, absorvendo matéria além de todos os limites razoáveis.

Nos últimos anos, muitos buracos negros supermassivos (SMBHs) foram descobertos no Universo primordial, que não deveriam ter se tornado tão grandes no momento da observação. Para eles existe um limite puramente físico na taxa de absorção de massa, que geralmente não podem exceder. Foi ainda mais surpreendente encontrar um buraco negro cuja taxa de absorção de matéria excedeu em 40 vezes o limite teórico.

Uma representação artística de um buraco negro que come demais. Fonte da imagem: NSF NOIRLab

A descoberta foi feita por um grupo de astrônomos dos EUA (dos observatórios Gemini e NSF NOIRLab). Usando o observatório espacial que leva seu nome. James Webb, eles observaram uma série de galáxias no Universo primordial após observações do Observatório de Raios-X Chandra. Estas galáxias eram opticamente fracas, mas brilhantes em raios X, indicando atividade de buraco negro nos seus centros.

A galáxia LID-568 atraiu a atenção dos cientistas. O espectrômetro Webb ajudou a determinar a localização exata deste objeto. A galáxia LID-568 foi encontrada 1,5 bilhão de anos após o Big Bang. As avaliações mostraram que no centro da galáxia existe um buraco negro supermassivo ativo com massa de 7,2 milhões de massas solares. Esta é uma massa relativamente pequena para um SSD. Outra coisa me surpreendeu. O chamado limite de Eddington para este buraco negro foi excedido 40 vezes!

Quando a matéria cai sobre um buraco negro, ela gira em torno dele em espiral. Todos os buracos negros no Universo giram porque surgiram de objetos em rotação. Ao mesmo tempo, o buraco negro cria uma rotação do espaço-tempo em torno de si, forçando tudo o que cai sobre ele a girar também em uma espiral de contração (a força gravitacional também atua lateralmente nesta área, e não apenas em direção ao centro).

A força da gravidade e do atrito, que são mais fortes perto do buraco negro, aquecem a matéria no disco de acreção até que ela brilhe em todas as faixas de radiação eletromagnética. Esta radiação cria pressão interna sobre a matéria que cai sobre o buraco negro e evita que ela caia sobre o buraco negro acima de uma certa velocidade. Este limite é o limite de Eddington (no caso geral, é introduzido para estrelas que evitam que suas camadas externas caiam no núcleo), embora este limite possa ser excedido por um tempo relativamente curto e então o efeito super-Eddington aparece quando o a taxa de acréscimo excede significativamente o limite de Eddington.

Parece que os cientistas encontraram o LID-568 durante um raro momento em que consumia material no limite super-Eddington. Portanto, novas observações deste objeto podem trazer muitas descobertas na evolução dos buracos negros. Tornou-se um mistério para os cientistas como os SMBHs no Universo primitivo foram capazes de atingir massas registradas tão grandes. Isto poderia ter resultado de uma situação em que os primeiros buracos negros surgiram diretamente do colapso de nuvens de matéria ou de primeiras estrelas incrivelmente grandes (nem uma nem outra foi observada).

Exceder o limite de Eddington também pode fornecer uma resposta à incrível taxa de engorda do SSD. A descoberta da galáxia LID-568 foi um verdadeiro achado nesse sentido.