Não é nenhum segredo que os buracos negros supermassivos são brutais: esses objetos com imensa gravidade não deixam nada para trás, nem a luz escapa. E desde o começo do século 20 fascinam astrônomos. Embora acredita-se que eles existam no centro da maioria das galáxias, incluindo a nossa, ainda há muito o que não sabemos, principalmente sobre como e por que eles se formam.

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Uma pesquisa de uma equipe internacional de cientistas talvez tenha algumas respostas, para pelo menos uma das questões centrais que os cercam – especificamente, como os buracos negros supermassivos, que possuem tamanhos que variam de milhões a bilhões de massas solares, aparentemente se formaram rapidamente no início do universo.

Utilizando simulações computacionais, os pesquisadores descobriram que esses objetos gigantescos podem crescer rapidamente se eles conseguirem sugar a vida (leia-se: radiação) de uma galáxia próxima, anulando a capacidade da galáxia que o abriga de criar estrelas. Basicamente, uma explosão de radiação vinda de uma galáxia próxima quebra o hidrogênio molecular (H2) em hidrogênio atômico, prevenindo a formação de novas estrelas. Em vez disso, todo esse material estelar que não nasceu cai no buraco negro, o que permite que ele chegue ao status supermassivo rapidamente. As descobertas da equipe foram publicadas nesta semana na revista Nature Astronomy.

“O colapso da galáxia e a formação de um buraco negro com um milhão de massa solar levam 100 mil anos – um piscar de olhos no tempo cósmico. Algumas centenas de milhões de anos depois, ele cresce, se tornando um buraco negro supermassivo de bilhões de massa solares. Num período mais rápido do que esperávamos”, disse Zoltan Haiman, professor de astronomia da Universidade de Columbia e co-autor do estudo, num comunicado.

Embora eles sejam bem violentos, os novos buracos negros supermassivos possuem alguns padrões, aparentemente. Os cientistas descobriram que a galáxia vizinha que oferece a radiação precisa ter um tamanho e uma distância específicos da galáxia que abriga o buraco negro – embora fontes de energia cósmica possam vir de galáxias menores e mais próximas do que outros estudos estimaram.

“A galáxia próxima não pode estar muito perto ou muito longe e, assim como o princípio de Goldilocks, não pode ser muito quente ou muito fria”, disse o professor associado de astrofísica na Georgia Tech e co-autor do estudo. Ter uma galáxia com o tamanho perfeito é o que pode causar o crescimento rápido dos buracos negros supermassivos – relativamente falando, é claro.

Ao entender como os buracos negros antigos podem ter se formado, nós podemos ter uma visão melhor de como o universo era muito antes do nosso sistema solar existir. A equipe já está planejando seguir essa pesquisa com um estudo sobre como a fusão de milhões de buracos negros e estrelas pode ter formado alguns elementos cósmicos.

“Entender como os buracos negros supermassivos se formam nos diz como as galáxias, incluindo a nossa, se formam, se desenvolvem e, por fim, nos diz mais sobre o universo em que vivemos”, afirmou John Regan, pesquisador pós-doutorado da Dublin City University e líder do estudo.

[Nature Astronomy]

Imagem do topo: John Wise, Georgia Tech