Uma equipe de astrônomos detectou um buraco negro que está crescendo em uma das taxas mais rápidas já registradas. A descoberta, feita pelo Observatório de Raios-X Chandra da NASA, pode ajudar a explicar como alguns buracos negros atingiram massas enormes tão rapidamente após o Big Bang.
O buraco negro pesa cerca de um bilhão de vezes a massa do Sol e está a 12,8 bilhões de anos-luz da Terra. Isso significa que os cientistas estão o observando como ele era apenas 920 milhões de anos após o início do universo. O objeto emite mais raios-X do que qualquer outro buraco negro visto no primeiro bilhão de anos da existência do cosmos, o que o torna uma ferramenta valiosa para a pesquisa.
O quasar RACS J0320-35 e o limite de Eddington
A intensa radiação é alimentada por um quasar, um objeto extremamente brilhante que supera o brilho de galáxias inteiras. A fonte de energia do quasar é a grande quantidade de matéria que está sendo atraída e absorvida pelo buraco negro. Apesar de o quasar, chamado RACS J0320-35, ter sido descoberto há dois anos, foram as observações de 2023 feitas pelo Chandra que revelaram a sua característica única: ele parece estar crescendo a uma taxa que excede o limite normal para esse tipo de objeto.
“Foi um pouco chocante ver este buraco negro crescendo aos trancos e barrancos”, disse Luca Ighina, do Centro de Astrofísica da Universidade de Harvard. Quando a matéria é atraída por um buraco negro, ela esquenta e produz intensa radiação, gerando uma pressão que normalmente impede que a matéria caia mais rapidamente. Esse limite é conhecido como o limite de Eddington.
Teorias de formação de buracos negros em teste
A descoberta levanta novas questões sobre a origem dos buracos negros. Buracos negros que crescem mais lentamente do que o limite de Eddington precisariam nascer com massas de cerca de 10.000 sóis para atingirem um bilhão de massas solares em um bilhão de anos. Uma massa de nascimento tão alta seria resultado do colapso de uma enorme nuvem de gás, um processo considerado raro.
No entanto, se o RACS J0320-35 está crescendo a uma taxa elevada — estimada em 2,4 vezes o limite de Eddington — e de forma sustentada, seu buraco negro poderia ter se originado de uma forma mais convencional, com uma massa menor que cem sóis, causada pela implosão de uma estrela massiva.
“Ao saber a massa do buraco negro e calcular a rapidez com que ele está crescendo, podemos voltar no tempo para estimar qual era sua massa ao nascer”, disse Alberto Moretti, coautor do estudo. “Com este cálculo, podemos agora testar diferentes ideias sobre como os buracos negros nascem”.
Os pesquisadores compararam modelos teóricos com a assinatura de raios-X do Chandra, e os dados de luz óptica e infravermelha também apoiam a interpretação de que o buraco negro está ganhando peso mais rápido do que o limite de Eddington permite.
“Como o universo criou a primeira geração de buracos negros? Esta continua sendo uma das maiores questões da astrofísica, e este objeto está nos ajudando a encontrar a resposta”, afirmou o coautor Thomas of Connor.
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