Galáxias antigas conhecidas como “Pequenas Manchas Vermelhas” revelaram-se um mistério desde que os astrónomos as descobriram há três anos. Agora, um novo estudo descobriu que as estranhas características das Pequenas Manchas Vermelhas podem ser explicadas por buracos negros supermassivos disfarçados na sua juventude.
10 bilhões de dólares com ajuda da NASA O Telescópio Espacial James Webb (JWST), os astrônomos detectaram pela primeira vez pontos misteriosos de luz conhecidos como Pequena Mancha Vermelha no final de 2022. Eles existiram no universo apenas por um curto período de tempo, aparecendo pela primeira vez no universo 1 bilhão de anos depois. Big Bang e desaparecendo quase completamente após 2 bilhões de anos, explicou o principal autor do estudo, Vadim Rusakov, da Universidade de Manchester, na Inglaterra. (O universo tem atualmente cerca de 13,8 bilhões de anos.)
A descoberta gerou um debate acirrado entre os cientistas sobre a identidade das Pequenas Manchas Vermelhas. Uma possível explicação para estas antigas manchas brilhantes é que são galáxias invulgarmente ricas em estrelas. Outra possibilidade é que pequenos pontos vermelhos estejam hospedados Buracos negros supermassivos – A luz nas galáxias pode ter sido emitida pelo gás à medida que eram empurradas em direção à enorme atração gravitacional destes buracos negros.
Um grande problema com estas possíveis explicações, contudo, é que ambos os objetos propostos eram demasiado massivos para terem sido formados tão cedo na história do Universo. Além disso, buracos negros supermassivos deveriam emitir raios X e ondas de rádio, e os cientistas não detectaram nenhum. Pequenos pontos vermelhos.
No novo estudo, os investigadores examinaram 12 galáxias antigas para compreender melhor a natureza das Pequenas Manchas Vermelhas. As primeiras dessas galáxias ocorreram quando o universo tinha cerca de 840 milhões de anos.
Rusakov disse ao Space.com que sua análise mostrou que as Pequenas Manchas Vermelhas são “simplesmente luminosas e compactas demais para serem explicadas por um grande número de estrelas”. “Se fossem feitas inteiramente de estrelas, seriam as galáxias mais densas do universo.”
Em vez disso, o modelo da equipa de investigação sugeriu que as fontes de luz mais luminosas que examinaram eram tão brilhantes como mais de 250 mil milhões de sóis, mas com menos de um terço de um ano-luz de diâmetro. É muito menor que uma galáxia – a distância do nosso Sol ao seu vizinho mais próximo, Proxima Centauri, é de cerca de 4,25 anos-luz. Os pequenos tamanhos desses pontos incrivelmente brilhantes dentro das Pequenas Manchas Vermelhas sugerem que devem ser buracos negros supermassivos.
O espectro de radiação emitida pelas Pequenas Manchas Vermelhas mostra que antes do JWST detectar esses raios, os elétrons estavam espalhados em densas nuvens de gás ionizado nos centros das Pequenas Manchas Vermelhas. Esses casulos capturam a maior parte da radiação produzida perto dos buracos negros.
“Embora não tenham todos os sinais típicos de buracos negros massivos, estes objetos revelaram-se buracos negros supermassivos,” disse Rusakov. “Eles têm camuflagem quase perfeita que elimina raios X e emissões de rádio.”
Ao analisar a luz das Pequenas Manchas Vermelhas, os cientistas calcularam que a velocidade do gás emissor de luz dentro da maioria das manchas era de 670.000 milhas por hora (1,08 milhões de quilómetros por hora). Assumindo que este gás orbita os buracos negros no centro destes pequenos pontos vermelhos, eles podem calcular que os buracos negros são cerca de 100.000 a 10 milhões de vezes mais massivos que o Sol. Isso é 100 vezes menor do que as estimativas anteriores e mais próximo do que os pesquisadores esperam de jovens buracos negros supermassivos no início da história do universo.
“Os nossos resultados, mais importante ainda, são a primeira vez que vemos buracos negros supermassivos no início das suas vidas, o que pode ser suficiente para compreender como nascem – continuando a crescer a partir de pequenos buracos negros ou começando grandes, como disse Rusakov, através do colapso de buracos negros de gás Rusakov.”
Pesquisas futuras podem esclarecer como nascem esses buracos negros supermassivos. “Se tivermos sorte, as pequenas manchas vermelhas ainda podem preservar vestígios da época em que se formaram – o que poderia ajudar a distinguir entre diferentes teorias da química dos gases ou algumas propriedades físicas úteis dos buracos negros e dos seus casulos,” disse Rusakov. “Esta é uma das maiores questões remanescentes na astrofísica e parecemos mais perto do que nunca de sermos capazes de respondê-la.”
Os cientistas explicaram Suas descobertas Na edição de 15 de janeiro da revista Nature.
