Podemos Ter a História de Origem dos Buracos Negros, Por Favor?

Quem não ama uma boa história de origem? Como os seus super-heróis e supervilões favoritos se tornaram quem são? Às vezes, tudo se resume a um único instante, como a noite fatídica em que Bruce Wayne e seus pais caminharam por um beco escuro. Outras vezes, eles evoluem lentamente, através de diversas batalhas internas, para emergir como o maior supervilão do Império Galáctico. Independentemente de como se tornaram alguns dos personagens mais poderosos do universo (real ou fictício), não há dúvida de que as histórias de origem nos ajudam a entendê-los melhor.

Nosso próprio universo possui “superentidades” cuja história de origem é envolta em mistério. Estes são os buracos negros supermassivos, objetos incrivelmente poderosos que ocupam os centros de quase todas as galáxias do universo. Acredita-se que esses buracos negros existam há bilhões de anos (alguns se formaram quando o universo ainda era muito jovem) e são alguns dos objetos mais massivos e luminosos do cosmos. No entanto, ainda não entendemos completamente como os primeiros buracos negros se formaram. A comunidade astronômica tem trabalhado arduamente para desvendar essa história de origem.

Como os Primeiros Buracos Negros se Formaram?

Existem duas principais teorias sobre a formação dos primeiros buracos negros. A primeira sugere que os buracos negros surgiram quando as primeiras estrelas do universo morreram. A outra hipótese defende que os buracos negros se formaram diretamente a partir do colapso de gás denso no início do universo, sem que estrelas precisassem se formar primeiro.

Para descobrir a verdadeira origem dos buracos negros, os astrônomos buscam pistas no universo observável. Uma maneira de fazer isso é examinando as massas de certos buracos negros conhecidos como buracos negros de massa intermediária. Esses buracos negros são considerados relíquias dos primeiros buracos negros e podem ter sobrevivido praticamente intactos até os dias de hoje. Se a maioria desses buracos negros possui massas baixas (entre 100 e 10.000 massas solares), é provável que eles tenham se formado a partir do colapso de estrelas. Se, por outro lado, suas massas estão na faixa de 10.000 a 100.000 massas solares, é mais provável que tenham se formado a partir do colapso de gás denso.

O Desafio de Detectar Buracos Negros de Massa Intermediária

Detectar buracos negros de massa intermediária é extremamente desafiador, sem contar que medir suas massas é ainda mais complicado. Os autores de um estudo recente se propuseram a essa difícil tarefa, identificando uma amostra de fontes de raios-X hiperluminosas. Como o nome sugere, essas são fontes extremamente luminosas de raios-X, detectadas em locais fora do centro das galáxias, o que sugere que estão ligadas a buracos negros de massa intermediária. Diferente dos buracos negros supermassivos, que estão sempre localizados no centro das galáxias, os de massa intermediária tendem a “vagar” por diferentes regiões.

Os autores utilizaram o Telescópio Espacial Hubble para observar essas fontes e suas regiões circundantes, a fim de entender melhor suas características. Vamos analisar as pistas que eles reuniram para formular sua teoria sobre o mecanismo de formação dos buracos negros.

Pista nº 1: Disrupções Violentas no Local do Crime

Os autores descobriram que as fontes de raios-X mais intensas estão associadas a sistemas que mostram sinais de fusões entre galáxias. As fontes de raios-X hiperluminosas não residem em uma galáxia definida, mas em uma fonte compacta que se assemelha ao núcleo ou centro de uma galáxia. Ao medir as massas dos objetos que hospedam as fontes de raios-X, utilizando distribuições de energia espectral e o fluxo medido pelo Hubble, eles descobriram que quase todas as massas eram maiores que os aglomerados globulares típicos. Isso sugere que esses objetos são remanescentes de galáxias anãs que se fundiram (ou estão se fundindo) com galáxias maiores.

Pista nº 2: Quais São as Massas Desses Buracos Negros?

Os autores então utilizaram várias relações de escala e diferentes razões de Eddington (que indicam a taxa de acreção de matéria pelo buraco negro com base em sua luminosidade) para determinar a massa dos buracos negros. Ao observar os buracos negros de menor massa (mais semelhantes aos primeiros buracos negros formados), eles concluíram que 28% das amostras apoiam o cenário de colapso direto, que forma buracos negros mais massivos. Por outro lado, 21% concordam com o cenário de formação em aglomerados estelares densos, que gera buracos negros de menor massa.

A Trama se Complica!

A partir das massas maiores dos buracos negros de massa intermediária, é tentador concluir que estamos nos aproximando da origem dos buracos negros pelo cenário de colapso direto. No entanto, como a maioria das fontes de raios-X hiperluminosas está associada a eventos de fusão galáctica, os autores argumentam que o gás que cai no buraco negro durante a fusão pode ter desencadeado o aumento do tamanho das sementes dos buracos negros. Isso sugere que os buracos negros originais eram muito menores, apontando para a formação a partir de estrelas.

Conclusão

Este estudo trouxe evidências que favorecem o mecanismo de formação dos buracos negros a partir do colapso estelar. Com mais dados e análises, um dia poderemos ter números convincentes que revelem como os primeiros buracos negros do universo se formaram. Assim como muitos esperaram anos para descobrir a transformação de Anakin Skywalker em Darth Vader, talvez ainda tenhamos que aguardar alguns anos para desvendar completamente a origem desses poderosos buracos negros.