Webb mediu um buraco negro de 13 mil milhões de anos — formou-se antes da sua própria galáxia

O buraco negro na galáxia Abell2744-QSO1 tem uma massa de 50 milhões de sóis. A galáxia que o alberga contém o restante. Esse rácio contradiz todos os modelos que os astrónomos possuem: em qualquer galáxia observável hoje, o buraco negro central representa uma ínfima fracção da massa estelar total. Aqui, o buraco negro é dois terços de tudo.

Este desequilíbrio tem uma explicação precisa, e essa explicação subverte a forma como os astrónomos têm pensado sobre a coevolução entre galáxias e buracos negros. A equipa mediu a metalicidade da galáxia — a concentração de elementos mais pesados do que hidrogénio e hélio, produzidos pelas estrelas ao longo da sua vida — e encontrou-a abaixo de meio ponto percentual em relação à do Sol. Esse valor quasi nulo indica que muito poucas estrelas tinham vivido e terminado a sua existência nesta galáxia quando o Webb a observou. O buraco negro era já enorme numa galáxia que era, na sua essência, virgem e recém-formada.

O resultado foi tornado possível por uma técnica que o Webb permite utilizar pela primeira vez. Ao cartografar o movimento e a composição do gás em órbita nas proximidades do buraco negro — um plasma aquecido atraído para o interior a velocidades mensuráveis —, a equipa liderada por Roberto Maiolino, da Universidade de Cambridge, calculou a massa de forma directa, sem recorrer a aproximações teóricas. É a primeira medição directa da massa de qualquer buraco negro no primeiro milhar de milhões de anos da existência do universo.

Leitura recomendadaOs buracos negros mais pesados nascem da fusão de outros buracos negros

O modelo cosmológico padrão sustenta que as galáxias e os seus buracos negros centrais crescem em conjunto ao longo de milhares de milhões de anos, alimentando-se mutuamente por fusões, fluxos de gás e ciclos de retroacção estelar. Abell2744-QSO1 rompe com esse esquema. A galáxia é primitiva demais e pequena demais em relação ao seu buraco negro para que os dois tenham evoluído em paralelo. Algo semeou este buraco negro muito cedo — possivelmente o colapso directo de uma enorme nuvem de gás primordial, ou um buraco negro nascido da primeira geração de estrelas gigantes — e a galáxia cresceu à sua volta posteriormente.

O resultado não é definitivo. Um único objecto a distância extrema, medido em condições observacionais excepcionais, não chega para reescrever a teoria da formação galáctica. A equipa de Cambridge assinala que a medição depende de pressupostos sobre a geometria do disco de gás que envolve o buraco negro, e que as observações do Webb não conseguem resolver completamente as escalas mais pequenas junto ao horizonte de eventos. São necessários objectos adicionais a distâncias semelhantes para confirmação independente.

Esses objectos estão a chegar. Os programas do Webb centrados em sobredensidades galácticas conhecidas como o enxame Abell2744 fornecerão a amostra necessária. A equipa de Maiolino está já a analisar candidatos adicionais no mesmo campo. O primeiro recenseamento directo de massas de buracos negros no primeiro milhar de milhões de anos após o Big Bang está agora em curso.

Etiquetas: astronomia

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