Astrônomos, usando os telescópios espaciais Hubble e Chandra, descobriram evidências potenciais de buracos negros “errantes” em pequenas galáxias anãs. Estas descobertas podem conter pistas sobre como os buracos negros supermassivos cresceram tão rapidamente no Universo primitivo, um enigma de longa data na cosmologia. A descoberta sugere que alguns buracos negros não se fixam nos centros das galáxias, mas sim vagam através delas como nómadas cósmicos.
O mistério dos primeiros buracos negros supermassivos
Sabe-se agora que buracos negros supermassivos – milhões ou bilhões de vezes a massa do nosso Sol – existem nos núcleos da maioria das grandes galáxias. No entanto, o Telescópio Espacial James Webb (JWST) está a revelar que algumas existiram chocantemente no início da história do Universo, menos de mil milhões de anos após o Big Bang. Isto desafia as teorias actuais, que sugerem que seriam necessários mais de mil milhões de anos para que estes gigantes se formassem através de fusões e acreções.
Uma explicação é a existência das primeiras “sementes de buraco negro”. Estes buracos negros mais pequenos poderiam ter impulsionado o processo de crescimento, mas permaneceram ilusórios em observações diretas. As galáxias anãs oferecem um campo de testes único para esta ideia, porque têm histórias mais simples e menos caóticas do que as galáxias maiores. A sua relativa tranquilidade significa que podem preservar um “registo fóssil” destas primeiras sementes de buracos negros.
Por que as galáxias anãs são importantes
Galáxias anãs, com massas bilhões de vezes maiores que a do Sol, são ideais para estudar a formação de buracos negros. Ao contrário das galáxias massivas, onde as fusões e a intensa atividade obscurecem as origens dos seus buracos negros, as galáxias anãs oferecem uma visão mais clara. Os investigadores levantam a hipótese de que nestes sistemas mais pequenos, os buracos negros podem formar-se fora do centro galáctico e permanecer lá, nunca espiralando para dentro.
Os modelos prevêem que até metade dos buracos negros nas galáxias anãs podem estar vagando. Isto significa que as pesquisas atuais focadas nos centros galácticos podem não ter uma população significativa de buracos negros massivos.
Distinguindo buracos negros errantes de outros sinais
Identificar esses buracos negros rebeldes é difícil. Elas devem ser diferenciadas de outras fontes brilhantes, como regiões de explosão estelar (áreas de intensa formação estelar) e explosões de supernovas. A equipe analisou 12 galáxias anãs previamente detectadas em ondas de rádio, encontrando oito com núcleos galácticos ativos (AGNs) deslocados do centro. Estes AGNs sugerem a presença de buracos negros errantes.
O desafio reside em confirmar estes sinais. Mais escuros do que seus equivalentes maiores, esses AGNs de galáxias anãs são difíceis de detectar em comprimentos de onda ópticos e de raios-X. Um candidato (ID 64) revelou-se um AGN distante alinhado por acaso com a galáxia anã, destacando as dificuldades de verificação.
Próximas etapas: o papel do JWST
A equipe usou o Hubble e o Chandra para confirmar um AGN descentralizado, mas sete permanecem não confirmados. O próximo passo poderia envolver o Telescópio Espacial James Webb (JWST), que poderia determinar as fontes das emissões de rádio com maior precisão. Poderia revelar se os sinais vêm de buracos negros errantes dentro de aglomerados de estrelas ou de galáxias distantes sobrepostas no céu.
“Identificar a origem das fontes de rádio não nucleares pode ser possível com as excelentes capacidades do JWST”, disse Megan R. Sturm, líder da equipe.
A busca por buracos negros errantes em galáxias anãs é um caminho promissor para a compreensão do universo primitivo e das origens dos buracos negros supermassivos. Se confirmadas, estas descobertas remodelariam a nossa compreensão da formação e evolução dos buracos negros.
