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maio 30

Cientistas usando os grandes telescópios da NASA encontram pistas de como os buracos negros supermassivos se formaram tão rapidamente no Universo primordial

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Esta ilustração representa a melhor evidência até hoje que o colapso direto de uma nuvem de gás foi o evento que produziu os buracos negros supermassivos no Universo primordial. Os investigadores combinaram dados do Chandra, do Hubble e do Spitzer para fazer esta descoberta. Créditos: NASA/CXC/STScI

Usando dados dos Grandes Observatórios da NASA (Chandra, Hubble e Spitzer), os astrônomos descobriram as melhores evidências, até à data, das sementes cósmicas no Universo primordial que criaram os buracos negros supermassivos.

Os pesquisadores combinaram dados do Observatório de raios-X Chandra, do Telescópio Espacial Hubble e do Telescópio Espacial Spitzer para identificar estas possíveis sementes de buracos negros. Eles discutem as suas descobertas em artigo que será publicado na MNRAS (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society).

Fabio Pacucci, membro da SNS (Scuola Normale Superiore) em Pisa, Itália, líder do estudo, explicou:

A nossa descoberta, se confirmada, explica como é que estes buracos negros monstruosos nasceram. Nós encontramos evidências de que as sementes de buracos negros podem se formar diretamente a partir do colapso de uma nuvem de gás gigante, saltando quaisquer passos intermediários.

Os cientistas acreditam que pelo menos um buraco negro supermassivo habita o centro de quase todas as grandes galáxias, incluindo a nossa própria Via Láctea. Eles descobriram que alguns destes buracos negros supermassivos, que contêm desde milhões até bilhões de vezes a massa do Sol, formaram-se em menos de 1 bilhão de anos após o início do Universo.

Uma teoria sugere que as sementes de buracos negros foram construídas puxando gás dos seus arredores e por fusões de buracos negros de menor porte, em um processo que deveria levar muito mais tempo do que aquele determinado para os buracos negros que se formam rapidamente.

Negando as teorias anteriores, estas novas descobertas sugerem que alguns dos primeiros buracos negros se formaram durante o colapso de uma nuvem de gás, ignorando quaisquer outras fases intermediárias, tais como a formação e posterior destruição de estrelas massivas.

A coautora Andrea Ferrara, também da SNS, afirmou:

Há muita controvérsia no que tange o desenvolvimento que estes buracos negros sofrem. Nosso trabalho sugere que estamos caminhando para uma descoberta, onde os buracos negros começam grandes e crescem a um ritmo gradual normal, em vez de começarem pequenos e crescerem a um ritmo extremamente rápido.

Os investigadores usaram modelagens computacionais de sementes de buracos negros combinados com um novo método para selecionar candidatos para estes objetos a partir de imagens de longa exposição dos Observatórios Chandra, Hubble e Spitzer.

O time encontrou dois candidatos fortes para as sementes de buracos negros. Ambos combinam com o perfil teórico dos dados infravermelhos, inclusive são objetos muito vermelhos e também emitem raios-X detectados com o Chandra. As estimativas da sua distância sugerem que podem ter sido formados quando o Universo tinha menos de um bilhão de anos.

Andrea Grazian, coautora do artigo, membro do Instituto Nacional de Astrofísica na Itália, acrescentou:

As sementes de buracos negros são extremamente difíceis de se encontrar e a confirmação da sua detecção é muito complexa. No entanto, pensamos que a nossa investigação descobriu os dois melhores candidatos até o momento.

O time planeja obter mais observações em raios-X e no infravermelho para verificar se estes objetos têm mais das propriedades esperadas para as sementes dos buracos negros. Os próximos grandes observatórios, como o Telescópio Espacial James Webb e o E-ELT (European Extremely Large Telescope), vão ajudar nos estudos futuros através da detecção da luz de buracos negros mais distantes e pequenos. Os cientistas estão atualmente desenvolvendo a estrutura teórica necessária para interpretar os próximos dados, com o objetivo de encontrar os buracos negros primordiais do Universo.

Pacucci concluiu:

Como cientistas, não podemos dizer neste momento que o nosso modelo é ‘o definitivo’. O que achamos é que o nosso modelo é capaz de reproduzir as observações sem a necessidade de suposições não razoáveis.

Fontes

Phys.org: Hubble finds clues to the birth of supermassive black holes

NASA: NASA Telescopes Find Clues For How Giant Black Holes Formed So Quickly

._._.

1603.08522v2-First-Identification-of-Direct-Collapse-Black-Hole-Candidates-in-the-Early-Universe-in-CANDELS-GOODS-S

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