O crescimento extraordinariamente rápido dos buracos negros supermassivos no universo jovem deixa os astrónomos perplexos, com os modelos atuais a lutar para o explicar. Para compreender este fenómeno, uma linha de investigação concentra-se nas galáxias anãs, onde buracos negros errantes poderão conter pistas sobre a génese destes colossos cósmicos.
Para explorar esta pista, cientistas iniciaram uma caça aos buracos negros que vagueiam longe dos centros das galáxias anãs, mobilizando os telescópios espaciais Hubble e Chandra. Tais objetos, se confirmados, poderiam personificar relíquias de sementes de buracos negros, fornecendo uma visão dos primeiros estágios da construção das galáxias.
Imagens do telescópio espacial Hubble em três cores de galáxias anãs.
Os círculos brancos e pretos têm um raio de 0''25 e indicam a localização da fonte de rádio compacta. Os círculos amarelos indicam a localização das deteções de raios X com raios de 0''5. Os círculos vermelhos indicam a localização das fibras SDSS com um diâmetro de 3''0.
Os ID 26, 64, 82, 83 e 92 têm todos contrapartidas óticas para as fontes de rádio observadas em todos os filtros e deteções de raios X correspondendo aproximadamente à mesma localização no céu. Esta investigação focou-se em doze galáxias anãs onde núcleos ativos tinham sido previamente identificados em ondas de rádio. Oito destas fontes pareciam deslocadas em relação ao centro galáctico, o que indica a presença potencial de buracos negros em movimento. Megan R. Sturm da Universidade Estadual do Montana esclarece que em galáxias menos massivas, buracos negros podem formar-se na periferia e nunca migrar para o núcleo.
Detetar estes candidatos não é, contudo, fácil, pois a sua baixa luminosidade torna-os difíceis de distinguir de outros fenómenos, como surtos de formação estelar. As observações em luz ótica e raios X permitiram estabelecer que uma fonte, ID 64, correspondia na realidade a um núcleo ativo deslocado, alinhado por acaso com a galáxia anã.
Nos outros sete candidatos, a ausência de uma contrapartida ótica ou em raios X mantém a incerteza. Eles poderão abrigar buracos negros isolados ou pertencer a aglomerados estelares demasiado ténues para serem detetados. O telescópio espacial James Webb, graças à sua resolução superior, poderá trazer esclarecimentos ao observar diretamente a origem destas emissões de rádio.
Se uma parte notável destes objetos se mover livremente, os estudos focados apenas nos núcleos galácticos poderão subestimar a sua abundância, afetando assim a nossa visão da formação dos buracos negros ao longo das épocas.
As sementes dos buracos negros
As sementes dos buracos negros são objetos hipotéticos que poderiam explicar o rápido crescimento dos buracos negros supermassivos. Classificadas em "pesadas" ou "leves", dariam uma vantagem inicial aos processos de acreção e fusão. No universo primitivo, estas sementes são difíceis de observar diretamente, mas os modelos preveem que poderão deixar vestígios nas galáxias anãs atuais.
Estas galáxias, com as suas massas estelares modestas, sofreram menos fusões violentas do que as grandes galáxias. Esta relativa estabilidade permite conservar uma memória das condições iniciais. Os buracos negros intermédios encontrados no seu seio poderiam portanto ser os descendentes diretos dessas sementes.
A busca por estas sementes contribui para esclarecer o paradoxo dos buracos negros supermassivos que apareceram cedo após o Big Bang. Ao compreender a sua formação, os astrónomos podem modelar melhor a evolução das estruturas cósmicas em grande escala, ligando as pequenas galáxias aos gigantes que observamos hoje.
Fonte: The Astrophysical Journal