A origem dos buracos negros supermassivos tem sido frequentemente descrita como uma “pergunta de um milhão de dólares” para a astronomia. Se basearmos nossos modelos em como o universo é agora, eles não deveriam ter se formado, e no entanto eles estão no centro de quase todas as galáxias.

Algumas soluções foram propostas, e uma nova fórmula pode ter os ingredientes certos para explicar tudo. Em um artigo publicado na Nature Astronomy, uma equipe internacional de pesquisadores liderada pelo Dr. John Regan da Universidade de Dublin, na Irlanda, clarificou quais requisitos as primeiras galáxias precisavam ter para formar buracos negros supermassivos.

A estrutura em que baseiam sua hipótese é chamada de “buraco negro de colapso direto”. A ideia é que o gás primordial teve que colapsar diretamente nesses objetos gigantescos, pois não há tempo suficiente para as estrelas se formarem, explodirem, se transformarem em buracos negros e depois se fundirem em um buraco negro supermassivo.

Esta é uma hipótese muito popular e tem encontrado algumas evidências de apoio, mas tem algumas questões. O gás em colapso precisa ser impedido de se transformar em estrelas, e os pesquisadores mostraram que isso pode acontecer se as nuvens de gás estiverem quentes o suficiente.

Pode parecer contra-intuitivo, mas as estrelas só podem se formar se o gás estiver frio o suficiente para se condensar e cair sobre si mesmo devido à gravidade. Mas se o gás permanece muito quente pode desmoronar para formar um grande buraco negro sem passar por uma fase estelar.

Rogan e seus colegas descobriram que, se essas gigantescas nuvens de gás estiverem cercadas por outras galáxias primordiais formando muitas estrelas, elas permanecerão muito quentes para formar estrelas. A radiação UV intensa dessas jovens estrelas brilhantes deve ser suficiente para empurrar o gás em um buraco negro colapso direto.

“A galáxia próxima não pode estar muito perto, nem muito longe, e como o princípio Goldilocks, muito quente ou muito frio”, disse o co-autor Dr. John Wise, professor associado de astrofísica da Georgia Tech nos EUA em um comunicado.

As protogaláxias que eles imaginam são realmente muito pequenas, com a nuvem de gás formando o buraco negro a cerca de 1.000 anos-luz de distância (cerca de 1% do tamanho da Via Láctea). De acordo com seu modelo, o colapso direto pode formar buracos negros de poucos mil a alguns milhões de anos, o que pode explicar como as galáxias mais distantes do universo já possuem grandes buracos negros supermassivos.

“Entender como formam os buracos negros supermassivos nos diz como as galáxias, incluindo a nossa, se formam e evoluem, e, finalmente, nos diz mais sobre o universo em que vivemos”, acrescentou Regan.

Os buracos negros supermassivos podem ser milhões – se não bilhões – de vezes a massa do Sol, e quando a alimentação pode ser mais brilhante do que a luz combinada de uma galáxia inteira. Mesmo os maiores não são muito maiores do que o nosso Sistema Solar, mas desempenham um papel crucial na evolução da sua galáxia de acolhimento.

Fonte: IFLScience