James Webb vê buracos negros intrigantes no início do Universo

Usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA (JWST), uma equipe de astrônomos fez uma descoberta intrigante: buracos negros supermassivos no universo primitivo que desafiam as proporções observadas nas galáxias atuais. Os gigantes cósmicos observados pela equipe, que se formaram em galáxias jovens, têm uma massa surpreendentemente alta em comparação com as estrelas vizinhas.

Normalmente, os buracos negros supermassivos encontrados em galáxias próximos à Via Láctea correspondem a cerca de 0,01% da massa estelar da galáxia que as abriga. Em outras palavras, para cada 10.000 massas solares (medidas na massa do sol) nas estrelas, há aproximadamente uma no buraco negro central.

No entanto, o estudo recente revelou que, no início do universo, alguns buracos negros tinham o equivalente a 10% da massa estrela de suas galáxias. Isso significa que, para cada 10.000 massas solares de estrelas, esses buracos negros acumularam mil massas solares – um desvio impressionante.

Os cientistas tentam resolver o quebra -cabeça

“Os buracos negros supermassivos que observamos são muito mais pesados ​​em relação às galáxias que as hospedam do que esperávamos”, disse Jorryt Matthee, pesquisador do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria (ITA), em entrevista ao site Space.com. Ele liderou o estudo, que foi descrito em um artigo disponível no repositório científico arxivque aguarda a revisão de pares. “Isso nos aproxima de entender como esses gigantes cresceram tão rápido no início do universo”.

Segundo a pesquisa, estima -se que esses buracos negros supermassivos começaram a formar menos de um bilhão de anos após o Big Bang, um período extremamente curto em termos cósmicos.

O ponto é que o crescimento típico de buracos negros, fusões e consumo de matéria geralmente levaria mais de um bilhão de anos para atingir tais tamanhos colossais – e as observações da JWST desafiam modelos tradicionais de formação e crescimento desses objetos na inicial do Universo.

James Webb identifica “pequenos pontos vermelhos”

Entre as descobertas mais impressionantes feitas pelo Telescópio de James Webb, estão pequenas galáxias extremamente distantes e brilhantes, chamadas “pequenos pontos vermelhos”. Essas galáxias, que existiam nos primeiros e meio bilhões de anos do universo, abriga álbuns de gás e poeira conhecidos como discos de acréscimo, que orbitam os buracos negros supermassivos.

Esses discos emitem radiação eletromagnética intensa, criando o que os astrônomos chamam de núcleo galáctico ativo (AGN). “A luz que vemos desses objetos, especialmente o tom avermelhado, vem dos registros de acreção em torno dos buracos negros supermassivos”, explica Matthee.

As pequenas galáxias vermelhas do DOT, localizadas em uma região mapeada em 3D do céu pela JWST, estão a cerca de 12,5 bilhões de anos-luz de distância. Sua distribuição segue uma estrutura chamada “Cosmic Web”, onde o cluster de galáxias nos filamentos conectados, como se fossem fios de uma rede gigantesca.

Curiosamente, essas galáxias têm características incomuns para os ADRs. Eles emitem menos raios-X e têm uma emissão de infravermelho atípica, dificultando a compreensão de sua natureza-que faz “pequenas galáxias vermelhas um dos aspectos mais intrigantes da pesquisa.

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Buracos negros na evolução rápida

Os astrônomos acreditam que, no início do universo, os buracos negros supermassivos cresceram com muito mais eficiência do que no período atual. Um dos fatores que podem ter facilitado esse rápido crescimento é a alta densidade de gás e matéria em torno desses buracos negros em galáxias primitivas.

“Provavelmente, o crescimento extremamente rápido desses buracos negros foi impulsionado pelas densas condições do universo primordial”, sugere Matthee, explicando que isso pode ter gerado um ciclo no qual a formação de estrelas e o aumento da massa de buracos negros foram interconectados, criando -os proporções observadas.

No entanto, essa hipótese ainda precisa ser confirmada. Outras possibilidades incluem a formação desses gigantes do colapso direto de enormes nuvens de gás e poeira, resultando em “sementes” de buracos negros já muito maciços.

Uma das prioridades da equipe de pesquisa é eliminar a possibilidade de que os resultados sejam influenciados pela medição de erros ou um viés de seleção, que pode ter destacado os buracos negros mais ativos e maciços. Para isso, será necessário estudar galáxias vermelhas menores e melhorar as técnicas de observação.

Webb desempenha um papel fundamental no estudo do início do universo

Sem o JWST, a identificação dessa nova população de AGN no universo inicial não seria possível. Além disso, o equipamento permitiu a criação de mapas 3D precisos que ajudam a entender como essas galáxias primitivas são distribuídas na web cósmica.

“Ainda estamos no início deste campo de pesquisa, mas o JWST abriu um novo capítulo no estudo do Primordial Cosmos”, conclui Matthee. A equipe espera que futuras observações ajudem a esclarecer as origens e o rápido crescimento de buracos negros supermassivos, além de revelar mais sobre as propriedades das galáxias que as abrigam.

A descoberta de tão enormes buracos negros no início do universo pode reescrever teorias sobre como elas se formam e evoluem. Se confirmado, o rápido crescimento de buracos negros supermassivos nas primeiras galáxias aponta para uma conexão estreita entre a formação de estrelas e o comportamento desses gigantes.

Desafiando os modelos tradicionais de evolução cósmica, os resultados deste estudo mostram que ainda há muito a aprender sobre os processos que moldaram o universo em seus primeiros bilhões de anos.