Astrônomos fizeram uma descoberta intrigante usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST): um buraco negro supermassivo no “amanhecer cósmico” que parece desafiar as explicações atuais sobre o crescimento desses objetos. Este buraco negro, que alimenta um quasar na galáxia J1120+0641, foi observado como era quando o universo tinha apenas 5% de sua idade atual, mas já possui uma massa superior a um bilhão de vezes a do Sol.
O enigma reside no fato de que este buraco negro gigantesco não parece estar se alimentando vorazmente da matéria circundante, como seria esperado para atingir tal tamanho em tão pouco tempo. Tradicionalmente, acredita-se que os processos de fusão e alimentação que levam a esse crescimento massivo demandam cerca de um bilhão de anos. Encontrar buracos negros tão massivos antes que o universo completasse seu primeiro bilhão de anos apresenta um desafio significativo para os modelos atuais.
O JWST, desde o início de suas operações em 2022, tem sido particularmente eficaz em identificar esses buracos negros desafiadores no início do universo. Uma teoria proposta para explicar o crescimento rápido desses objetos é um “modo de alimentação ultra-efetivo”. Contudo, as observações do JWST do buraco negro em J1120+0641 não revelaram nenhum mecanismo de alimentação excepcionalmente eficiente nas suas proximidades, lançando dúvidas sobre essa hipótese.
Sarah Bosman, líder da equipe e pesquisadora do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA), ressalta que as novas observações apenas intensificam o mistério, pois os quasares iniciais se mostram surpreendentemente semelhantes aos mais recentes, independentemente do comprimento de onda em que são observados.
As observações do JWST, realizadas em janeiro de 2023, focaram-se no quasar no centro de J1120+0641, localizado a 13 bilhões de anos-luz, visto como era apenas 770 milhões de anos após o Big Bang. Este estudo constitui a primeira análise em infravermelho médio de um quasar do amanhecer cósmico.
As descobertas revelaram que a “cadeia de suprimentos” cósmica deste quasar antigo funciona de maneira similar à dos quasares mais recentes e próximos à Terra. Isso contradiz a teoria de que um mecanismo de alimentação aprimorado teria levado ao rápido crescimento dos buracos negros iniciais.
Uma diferença notável foi observada na temperatura do toro de poeira ao redor do disco de acreção, que se mostrou cerca de 100 graus Celsius mais quente que em quasares mais recentes.
Diante desses resultados, a pesquisa tende a favorecer uma teoria alternativa para o crescimento inicial dos buracos negros supermassivos. Esta hipótese sugere que esses objetos cósmicos tiveram um “começo adiantado”, formando-se a partir de “sementes” de buracos negros já massivas. Essas sementes teriam massas de pelo menos cem mil vezes a do Sol, originando-se diretamente do colapso de enormes nuvens de gás no universo primitivo.
Essa descoberta não apenas desafia nossa compreensão atual sobre a formação e evolução dos buracos negros supermassivos, mas também levanta novas questões sobre os primórdios do universo e os mecanismos que moldaram as estruturas cósmicas que observamos hoje.
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