James Webb registra observação do buraco negro mais primitivo da história

Cientistas descobriram o buraco negro mais antigo já visto, usando dados do telescópio espacial James Webb. Ele surgiu apenas 570 milhões de anos após o início do Universo, ou há 13,2 bilhões de anos, e sua massa é 10 milhões de vezes a do Sol – característica que o coloca na categoria peso-pesado de buracos negros supermassivos.

O buraco negro recém-descoberto está na CEERS_1019, uma galáxia que o telescópio espacial Hubble identificou anteriormente como a mais brilhante conhecida nessa parte inicial do Universo. Quem o encontrou foi uma equipe de 50 cientistas liderada pela astrofísica Rebeca Larson, da University of Texas at Austin (Estados Unidos).

Até então, o buraco negro supermassivo mais antigo conhecido era o J0313-1806, descoberto em 2021, que surgiu 670 milhões de anos após o Big Bang. O terceiro colocado do ranking é o J1342+0928, que foi descoberto em 2017 e existia quando o Universo tinha apenas 690 milhões de anos.

Quando o Hubble avistou a CEERS_1019, não conseguiu discernir o que havia lá dentro. Para investigá-la, a equipe de Larson usou os quatro instrumentos de observações do James Webb, que é até cem vezes mais sensível do que o Hubble devido ao seu espelho de 25 metros quadrados e outras características.

Os cientistas geraram imagens, como as que você vê abaixo, e espectros, que permitem aos astrônomos analisar os materiais que compõem aquilo que estão observando – porque a luz de cada elemento químico tem um espectro único, como uma impressão digital. Foi assim que eles identificaram a presença do buraco negro por lá.

This target was the brightest known high-redshift galaxy in our @ceers_jwst program, so, we pointed ALL FOUR of our #JWST instruments at it! We have spectra from NIRSpec & NIRCam/WFSS, plus imaging from MIRI & NIRCam. Below is an image that @Jeyhan made, and I cried over 🤩 pic.twitter.com/Xx2sYOvNSi

— Dr. Rebecca Larson (@SaturnsWings) March 17, 2023

Os astrônomos sabem que no centro de quase todas as galáxias há um buraco negro supermassivo – o que está no centro da Via Láctea, por exemplo, chama-se Sagitário A* (pronuncia-se “A estrela”). Isso os faz pensar que estes gigantes estão relacionados à própria formação das galáxias, mas isso ainda é um mistério, assim como a origem desses buracos negros.

É que um buraco negro “clássico” surge quando uma estrela massiva entra em colapso no final de sua vida. Mas os supermassivos são muito grandes para surgirem dessa forma. Eles poderiam nascer de um aglomerado de buracos negros, por exemplo, ou terem nascido, cada um, a partir de um buraco negro faminto que foi aumentando exponencialmente de tamanho.

Acontece que encontrar supermassivos que se formaram tão cedo levanta ainda mais questões: talvez 570 milhões de anos após o Big Bang seja muito cedo para estrelas estarem velhas o suficiente para entrarem em colapso. Então é possível que haja outras receitas de buracos negros que ainda não conhecemos. 

“Este é um território não explorado e realmente importante [a formação e crescimento de buracos negros no início do Universo]”, disse Larson à New Scientist. “Sabemos onde temos que chegar, mas não sabemos bem como chegar lá. Então estamos começando agora, pela primeira vez, a realmente preencher as lacunas e montar uma imagem melhor de como essas coisas se formaram.”