Perto desse buraco negro misterioso, nosso Sol parece uma pena

O centro da galáxia J1120+0641 abriga um buraco negro que intriga os cientistas por dois motivos principais. Primeiro, por causa de “o quê” (sua massa equivale a um bilhão de sóis). Em segundo lugar, e talvez mais intrigante, por causa do “quando” (não se sabe como o buraco negro adquiriu tanta massa em tão pouco tempo).

Galáxia tem buraco negro tão massivo quanto intrigante

• A galáxia J1120+0641 tem sido estudada há mais de uma década devido ao seu buraco negro supermassivo com massa equivalente a um bilhão de sóis. A velocidade com que este buraco negro adquiriu massa é um mistério para os cientistas. E observações recentes do Telescópio James Webb desafiam possíveis explicações convencionais;
• As observações foram analisadas por uma equipe liderada por Sarah Bosman, do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha. Eles revelaram que o buraco negro se alimenta de forma considerada normal, sem diferenças significativas no acúmulo de matéria em comparação com outros quasares;
• Estas descobertas contradizem a teoria de que o buraco negro poderia estar a passar por um processo de acreção super-Eddington – quando um buraco negro consome matéria a uma taxa superior ao seu limite teórico. Até então, acreditava-se que isso explicaria o seu rápido crescimento;
• O estudo aponta que, mesmo observando em comprimentos de onda diferentes, os quasares apresentam comportamento semelhante em vários momentos do Universo. Isto significa que a forma como este buraco negro adquiriu a sua massa permanece um enigma.

A existência desta galáxia e do seu buraco negro supermassivo é conhecida há mais de uma década, uma janela de tempo durante a qual os investigadores ponderaram ideias sobre como surgiu. Agora, observações usando o Telescópio James Webb (JWST) descartaram uma dessas noções. E isto abriu espaço para explicações exóticas sobre o misterioso ganho de massa do buraco negro.

Quanto mais você olha para este buraco negro, mais enigmático ele se torna

O JWST observou a galáxia no início de 2023. E uma equipe liderada pela astrônoma Sarah Bosman, do Instituto Max Planck de Astronomia, na Alemanha, desvendou a luz coletada para catalogar as propriedades do material ao redor do buraco negro.

A análise revelou que o buraco negro em questão se alimenta de forma bastante normal. De acordo com a pesquisa, publicada na revista Astronomia da Naturezanão há nada em seu acréscimo (acúmulo gradual de matéria) que pareça significativamente diferente de outras galáxias quasares mais recentes.

(As galáxias quasar são galáxias com um buraco negro supermassivo central que se alimenta a uma velocidade tremenda. Estão rodeadas por uma vasta nuvem de gás e poeira. A fricção e a gravidade em torno do buraco negro aquecem o material, fazendo-o brilhar intensamente.)

Isto significa que J1120+0641 é o que parece ser: uma galáxia quasar normal, com um buraco negro que não está devorando material a uma taxa superelevada. “No geral, as novas observações apenas aumentam o mistério: os primeiros quasares eram surpreendentemente normais”, disse Sarah, em declaração publicada no site do Instituto Max Planck. “Não importa em que comprimentos de onda os observamos, os quasares são quase idênticos em todas as épocas do Universo.”

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Pesquisa desmonta explicação para o mistério por trás do buraco negro supermassivo

A observação de Sarah implica que a acreção de super-Eddington não é a explicação para o crescimento de buracos negros massivos e enigmáticos no início dos tempos. Mas vamos por partes.

A velocidade à qual um buraco negro pode alimentar-se não é ilimitada – a taxa máxima estável é determinada pela sua Limite de Eddington. Além dele, o material aquecido brilha tanto que a pressão da radiação supera a força gravitacional. Resultado: afasta o material. É como tirar comida da boca do buraco negro.

Agora, sabe-se que os buracos negros podem (brevemente) entrar em acreção super-Eddington. Quando isso acontece, eles ultrapassam o limite de Eddington e devoram o máximo de material que podem antes que a pressão da radiação comece a agir.

Esta foi uma explicação possível para a forma como o buraco negro no centro de J1120+0641 se tornou tão massivo tão rapidamente. Agora, não é mais. E o mistério continua.