Buraco negro incomum bem no centro de “Galáxia do Infinito” intriga astrônomos

Astrônomos que analisaram dados do levantamento COSMOS-Web, com imagens feitas pelo telescópio James Webb, descobriram um objeto cósmico que foi apelidado de “Galáxia do Infinito”. Uma das características que mais chamaram a atenção dos cientistas foi o fato de essa galáxia conter um buraco negro supermassivo ativo, possivelmente criado a partir do colapso de uma nuvem de gás.

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A galáxia recebeu esse nome por seu formato lembrar o símbolo do infinito — um 8 deitado. Os cientistas acreditam que a formação dessa estrutura celeste ocorreu após a colisão frontal entre duas galáxias de disco.

As investigações conduzidas pelos pesquisadores Pieter van Dokkum, da Universidade de Yale, e Gabriel Brammer, da Universidade de Copenhague, apontam que cada uma dessas galáxias possui um núcleo com um buraco negro supermassivo.

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No entanto, o aspecto mais incomum desse sistema galáctico é a presença de um buraco negro supermassivo posicionado entre os dois núcleos, dentro de uma vasta extensão de gás — e que teria se formado nesse local, não a partir de uma supernova (a explosão de uma estrela massiva), como é o mais comum.

“Tudo é incomum nesta galáxia. Não só parece muito estranha, como também tem um buraco negro supermassivo que está atraindo muito material. A maior surpresa de todas foi que o buraco negro não estava localizado dentro de nenhum dos dois núcleos, mas no meio. Nos perguntamos: como podemos entender isso?”, ressaltou Pieter van Dokkum, em comunicado.

Atualmente, os astrônomos trabalham com duas teorias principais relacionadas à formação de buracos negros supermassivos: a das “sementes leves” e a das “sementes pesadas”.

Teoria das sementes leves

A teoria das sementes leves propõe que buracos negros supermassivos se formam a partir de buracos negros menores, originados quando o núcleo de uma estrela colapsa durante uma supernova.

“Isso pode resultar em um buraco negro com massa de até cerca de mil sóis. Muitos deles se formam em um espaço pequeno e, com o tempo, se fundem, formando um buraco negro muito mais massivo”, explica o cientista da Universidade de Yale.

Contudo, esse processo de fusão leva cerca de um bilhão de anos para se completar. Isso torna difícil acompanhar essa formação em tempo real, mesmo com as observações do James Webb — o telescópio mais potente da atualidade.

Teoria das sementes pesadas

Já a teoria das sementes pesadas sugere que um buraco negro com aproximadamente um milhão de vezes a massa do Sol pode se formar diretamente a partir do colapso de uma nuvem gigante de gás — um processo bem mais rápido que o da teoria anterior.

“No entanto, o problema de formar um buraco negro a partir de uma nuvem de gás é que as nuvens tendem a formar estrelas à medida que colapsam, em vez de um buraco negro. Então é preciso encontrar uma maneira de evitar isso. Não está claro se esse processo de colapso direto poderia funcionar na prática”, pontua van Dokkum.

Uma pista na Galáxia do Infinito?

Ao observarem as características da Galáxia do Infinito, os cientistas acreditam ter encontrado uma possível explicação para esse processo. Com a colisão entre as duas galáxias de disco, formaram-se estruturas em anel compostas por estrelas.

O gás presente nas duas galáxias se chocou e se comprimiu o suficiente para formar um nó denso, que então colapsou, originando o buraco negro.

“Há muitas evidências circunstanciais para isso. Observamos uma grande faixa de gás ionizado — especificamente hidrogênio que perdeu seus elétrons — bem no meio, entre os dois núcleos, ao redor do buraco negro supermassivo. Também sabemos que o buraco negro está crescendo ativamente”, diz Pieter van Dokkum.

Onde o buraco negro se formou exatamente?

Apesar da explicação por trás da formação do buraco negro supermassivo localizado entre as duas galáxias, ainda há dúvidas sobre o local exato de sua origem. A primeira suposição é que ele foi ejetado de uma das galáxias e está passando por ela.

A segunda hipótese é que o buraco negro esteja, na verdade, no centro de uma terceira galáxia, situada na mesma região do céu.

“Se estivesse em uma terceira galáxia, esperaríamos ver essa galáxia ao redor, a menos que fosse uma galáxia anã tênue. No entanto, galáxias anãs não costumam abrigar buracos negros gigantes”, explica o cientista da Universidade de Yale.

Os pesquisadores envolvidos na descoberta solicitaram e conseguiram mais tempo de observação com o James Webb para investigar melhor as características desse buraco negro. Ainda assim, os dados já obtidos reforçam a hipótese de que estamos diante de um buraco negro recém-nascido.

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