O Telescópio Espacial James Webb (JWST) espiou mais fundo no cosmos do que nunca, descobrindo uma galáxia como existia apenas 330 milhões de anos após o Big Bang. Esse olhar impressionante no passado trouxe algumas surpresas, incluindo buracos negros gigantescos que estão virando nossa compreensão de cabeça para baixo. Esses buracos negros supermassivos, geralmente encontrados no centro da maioria das galáxias, são muito maiores do que os cosmologistas esperavam. Naturalmente, isso deixou todo mundo curioso sobre como eles ficaram tão grandes tão rápido.
Temos várias teorias. Alguns acham que esses gigantes cósmicos se formaram através da fusão de buracos negros ou simplesmente cresceram se alimentando do material ao redor. No entanto, esses buracos negros são tão massivos que essas ideias não se encaixam muito bem. Segundo Xiaohui Fan, professor da Universidade do Arizona, os buracos negros nessas galáxias jovens são de 10 a 100 vezes mais massivos do que o que esperaríamos com base no que vemos no nosso universo local. A relação de massa estelar para a massa do buraco negro naquela época era muito menor do que é agora. Então, o que está acontecendo?
Uma teoria popular que está ganhando força é a do “colapso direto” ou buracos negros de “semente pesada”. Normalmente, um buraco negro se forma quando uma estrela massiva colapsa sob seu próprio peso após esgotar seu combustível nuclear. Esse colapso desencadeia uma explosão de supernova, que expulsa as camadas externas da estrela. Se o núcleo restante tiver mais de três massas solares, ele se torna um buraco negro. Esse é o caminho típico. Mas esses buracos negros do universo primitivo podem ter pegado um atalho.
Buracos negros de semente pesada poderiam começar com um impacto, com cerca de 10.000 a 100.000 massas solares. Em vez de passar pela fase estelar, esses grandões poderiam se formar diretamente do colapso gravitacional de enormes nuvens de gás. No entanto, para que isso aconteça, a nuvem de gás precisa colapsar suavemente, sem se fragmentar. Como isso acontece? Os astrônomos sugerem que, se estrelas jovens próximas aquecerem a nuvem ou se o gás se mover em velocidades supersônicas nos fluxos do universo primitivo, a nuvem pode colapsar em um buraco negro semente.
Uma equipe afirma ter encontrado evidências de um buraco negro de colapso direto na galáxia UHZ1. O buraco negro lá é muito grande para sua galáxia circundante e se formou muito cedo para ser explicado apenas pelo colapso de estrelas e fusões. Mas calma lá – ainda é cedo demais para declarar esse caso encerrado. Mais observações são necessárias para resolver esse mistério cósmico e descobrir se nossos buracos negros supermassivos vieram de sementes leves ou pesadas.
Então, qual é a grande questão? Se esses buracos negros de semente pesada forem reais, eles podem mudar tudo o que sabemos sobre a formação de buracos negros. Isso significaria que o universo tinha as condições para formar esses monstros desde o início. Essa teoria poderia explicar por que vemos buracos negros tão enormes no universo primitivo e por que eles parecem ser maiores que suas galáxias de origem.
Enquanto isso, o JWST continuará fazendo seu trabalho, espiando o passado distante e coletando dados. Cada nova descoberta nos aproxima de entender esses enigmas cósmicos colossais.
