Esta foto contém a maior concentração de buracos negros já vista

Uma equipe de astrofísicos liderada por pesquisadores da Universidade Estadual da Pensilvânia, nos EUA, apresentou, na semana passada, a imagem acima que, caso você não tenha notado de primeira, comporta a maior concentração de buracos negros já vista.

Cada um desses pontinhos coloridos representa emissões de raios-X captadas pelo observatório de raios-X Chandra, telescópio da NASA. Os raios mais fraquinhos de energia são vermelhos, ao passo que os raios mais fortes apresentam uma cor azul brilhante. À medida que nuvens de gás se aproximam do horizonte de eventos de um buraco negro (o chamado "ponto de não-retorno"), esquentam, produzindo então as emissões cintilantes de raios-X captadas por Chandra.

Conforme o astrofísico Neil Brandt explicou ao Motherboard, cerca de 70% desses pontos de luz representam buracos negros supermassivos. Os demais são emissões de raios-X de objetos como buracos negros estelares, estrelas de nêutrons e nuvens de gás quente.

A imagem cobre uma área do céu equivalente a dois terços de uma lua cheia. O centro da foto contém a maior concentração de buracos negros supermassivos já vista."Estou trabalhando nisto há cerca de 17 anos e mesmo assim fui surpreendido pela quantidade adicional de buracos negros supermassivos que detectamos quando pesquisamos mais a fundo", contou Brandt.

Chandra produziu a imagem depois de 11 semanas e meia de observação de seu "campo profundo sul", uma janela para o universo cuja vista não se encontra tão obstruída pelas nuvens de hidrogênio neutro que compõem a Via Láctea. É a imagem mais profunda de raios-X já produzida. Permite que astrônomos e astrofísicos vislumbrem como nunca antes a formação de buracos negros nos primórdios do universo.

O telescópio, diz Brandt, foi configurado com uma exposição de 7 milhões de segundos para possibilitar uma leitura amplamente sensível — inclusive, as fontes mais tênues de raio-X detectadas na imagem provêm de um único fóton, e atingiam os detectores do satélite uma vez a cada dez dias.

A massa dos buracos negros observados na foto é de 100.000 a 10 bilhões de vezes maior que a massa do Sol, e alguns raios-X provêm de buracos negros situados em galáxias a aproximadamente 12,5 bilhões de anos-luz da Terra. Isso permite que astrônomos explorem a formação de buracos negros datada de um ou dois bilhões de anos depois do Big Bang, oferecendo uma compreensão mais ampla de uma questão astrofísica de longa data: como os buracos negros crescem e ficam tão massivos tão rápido?

"Sabemos que buracos negros supermassivos existem desde os primórdios da história do universo", disse Brandt. "A questão é: como eles surgiram?"

Segundo os pesquisadores, esta imagem e dados relacionados sugerem que a massa dos primeiros buracos negros supermassivos provavelmente equivale a 10.000 ou 100.000 vezes a massa do Sol, em oposição a estimativas anteriores, que supunham que a massa das sementes dos buracos negros era apenas 100 vezes maior que a do Sol. O que constitui a "semente" de um buraco negro ainda é objeto de debate — alguns físicos acreditam que buracos negros supermassivos originam de sementes "leves", enquanto outros acreditam que originam de sementes "pesadas".

De acordo com Brandt, sementes leves se formam depois que uma estrela massiva entra em colapso, resultando em um buraco negro cuja massa equivale a 10 sóis. A ideia é que essas sementes leves tenham acumulado massa ao devorar gases, poeira e estrelas universo afora até se tornarem buracos negros supermassivos.

A ala das sementes pesadas, por outro lado, acredita que os primeiros buracos negros supermassivos foram gerados quando nuvens enormes de gás implodiram, criando um buraco negro supermassivo cuja massa era de 1.000 a 100.000 maior que a massa do Sol, e que cresceu lentamente com o passar do tempo.

"As grandes questões que estamos investigando com este trabalho são: a natureza das sementes, e os mecanismos específicos que fizeram essas sementes crescerem e se transformarem em buracos negros supermassivos", disse Brandt. "Creio que seremos capazes de explicar o fenômeno, mas ainda há tantas possibilidades, que precisamos refinar as hipóteses."

Tradução: Stephanie Fernandes