Astrônomos notaram em suas observações um rastro luminoso longo e muito incomum. Esta estrutura alongada, onde estrelas parecem nascer espontaneamente, levanta uma questão: qual fenômeno colossal poderia gerar uma assinatura assim no cosmos?
A resposta vem de uma observação recente do telescópio espacial James Webb. Os astrônomos identificaram um buraco negro supermassivo, com uma massa equivalente a dez milhões de vezes a do Sol, que se desloca a uma velocidade vertiginosa de 3,5 milhões de quilómetros por hora. Este monstro cósmico está aparentemente a fugir da sua galáxia de origem, deixando para trás um rasto de matéria colapsada ao longo de centenas de milhares de anos-luz.
A deteção inicial foi realizada graças ao telescópio Hubble, que avistou um traço estreito e incomum. Para confirmar a natureza deste objeto, a equipa usou as capacidades avançadas do JWST. Os dados revelaram um deslocamento massivo de gás na frente do buraco negro, formando uma onda de choque, assim como uma cauda alongada onde a matéria se condensa para dar origem a novas estrelas.
Os investigadores exploram dois mecanismos possíveis para explicar esta ejeção. Quando duas galáxias colidem e se fundem, os seus buracos negros centrais podem interagir. Se esses buracos negros se fundirem, a emissão de ondas gravitacionais pode propulsionar o resultante para fora da galáxia (ver abaixo). Outra possibilidade envolve uma interação a três corpos entre buracos negros, onde um deles é expulso do sistema.
Este buraco negro em deslocamento pode influenciar profundamente o seu ambiente. A onda de choque que gera comprime o gás das regiões que atravessa, desencadeando uma formação estelar intensiva (explicação no final do artigo). Embora situado a cerca de 9 mil milhões de anos-luz nas chamadas galáxias da coruja cósmica, o seu estudo oferece pistas sobre as dinâmicas das fusões galácticas.
Imagem Hubble de um buraco negro supermassivo em fuga confirmado, com a esteira estudada pelo JWST
Crédito: van Dokkum et al (2025)/ arXiv
Os próximos passos visam descobrir outros exemplos semelhantes. Com a chegada de novos instrumentos como o telescópio espacial Roman, os cientistas esperam identificar esses objetos elusivos mais facilmente. Este avanço transforma uma previsão teórica numa realidade observável, enriquecendo a nossa compreensão da evolução cósmica.
Além disso, os dados coletados mostram que a velocidade do buraco negro, deduzida do deslocamento do gás, é suficiente para escapar à atração gravitacional da sua antiga galáxia.
As ondas gravitacionais
Estas ondulações do espaço-tempo são previstas pela teoria da relatividade geral de Einstein. Ocorrem quando objetos massivos, como buracos negros ou estrelas de neutrões, aceleram ou colidem. As ondas gravitacionais viajam à velocidade da luz, deformando ligeiramente a estrutura do espaço no seu caminho.
A sua deteção direta foi realizada pela primeira vez em 2015 pelo interferómetro LIGO. Este instrumento mede variações ínfimas de distância causadas pela passagem dessas ondas. Os sinais captados provêm frequentemente de fusões de buracos negros, libertando uma energia enorme sob a forma de ondas gravitacionais.
Durante as fusões galácticas, quando dois buracos negros supermassivos se encontram, a sua coalescência emite ondas gravitacionais intensas. Se esta emissão não for simétrica, pode dar um impulso ao buraco negro resultante. Este "empurrão" pode ser suficiente para o ejetar da sua galáxia.
O estudo destas ondas permite testar as leis fundamentais da física em condições extremas. Oferecem também um novo meio de observar o Universo, complementando as observações eletromagnéticas tradicionais.
A formação das estrelas nas esteiras cósmicas
O nascimento das estrelas ocorre geralmente no interior de nuvens densas de gás e poeira nas galáxias. Sob o efeito da gravidade, estas nuvens colapsam, formando protoestrelas que acabam por se acender por fusão nuclear. Este processo é frequentemente desencadeado por perturbações externas, como as ondas de choque.
Quando um objeto massivo, como um buraco negro em fuga, atravessa o espaço intergaláctico, cria uma onda de choque na frente. Esta onda comprime o gás circundante, aumentando a sua densidade e temperatura. Estas condições favorecem o colapso gravitacional, iniciando a formação de novas estrelas na esteira do objeto.
No caso do buraco negro supermassivo observado, a cauda de 200 000 anos-luz contém gás acumulado e chocado. Este meio torna-se um local de formação estelar ativo, produzindo estrelas cuja massa total equivale a cem milhões de vezes a do Sol. Este fenómeno era pouco conhecido anteriormente.
Fonte: The Astrophysical Journal Letters