Descobertos 83 buracos negros supermassivos no Universo inicial

Michael S. Helfenbein / Universidade de Yale

Astrónomos do Japão, de Taiwan e dos EUA descobriram 83 quasares alimentados por buracos negros supermassivos no universo distante, numa época em que o Universo tinha menos de 10% da sua idade atual.

“É notável que tais objetos massivos e densos pudessem formar-se logo após o Big Bang,” disse Michael Strauss, professor de ciências astrofísicas da Universidade de Princeton e um dos coautores do estudo.

“A compreensão de como os buracos negros se podem formar no início do Universo, e de quão comuns são, é um desafio para os nossos modelos cosmológicos.” Este achado aumenta consideravelmente o número de buracos negros conhecidos naquela época e revela, pela primeira vez, quão comuns são no início da história do Universo.

Além disso, fornece novas informações sobre o efeito dos buracos negros no estado físico do gás no Universo primordial, durante os seus primeiros milhares de milhões de anos. A investigação foi divulgada numa série de cinco artigos publicados nas revistas The Astrophysical Journal e Publications of the Astronomical Observatory of Japan.

Os buracos negros supermassivos, encontrados nos centros das galáxias, podem ser milhões ou até milhares de milhões de vezes mais massivos que o Sol. Embora sejam prevalentes ainda hoje, não se sabe quando se formaram pela primeira vez, e quantos existiam no Universo primitivo e distante. Um buraco negro supermassivo torna-se visível quando acumula gás em seu redor, fazendo com que brilhe como um “quasar”.

Os estudos anteriores foram apenas sensíveis aos raríssimos quasares mais luminosos e, portanto, aos buracos negros mais massivos. As novas descobertas sondam a população de quasares mais fracos, alimentados por buracos negros com massas comparáveis à maioria dos buracos negros vistos no Universo atual.

A equipa usou dados obtidos com um instrumento topo-de-gama, o HSC (Hyper Suprime-Cam), acoplado no Telescópio Subaru do NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan), localizado no cume do Mauna Kea, Hawaii. O HSC tem um campo de visão fantástico – com 1,77 graus, ou sete vezes a área da Lua Cheia – montado num dos maiores telescópios do mundo. A equipa do HSC está a examinar o céu ao longo de 300 noites de tempo de telescópio, espalhadas durante cinco anos.

A equipa selecionou candidatos a distantes quasares dos dados sensíveis da pesquisa do HSC. Realizaram então uma intensa campanha observacional para obter espectros desses candidatos, usando três telescópios: o Telescópio Subaru, o GTC (Gran Telescopio Canarias) em La Palma, Canárias, Espanha; e o Telescópio Gemini Sul no Chile.

O levantamento revelou 83 quasares muito distantes e anteriormente desconhecidos. Juntamento com 17 quasares já conhecidos na região de estudo, os cientistas descobriram que existe aproximadamente um buraco negro supermassivo por giga-ano-luz cúbico – por outras palavras, se fragmentássemos o Universo em cubos imaginários com mil milhões de anos de lado, cada um teria um buraco negro supermassivo.

A amostra de quasares neste estudo está a cerca de 13 mil milhões de anos-luz da Terra; isto é, estamos vendo os astros como eram há 13 mil milhões de anos. Dado que o Big Bang ocorreu há 13,8 mil milhões de anos, estamos efetivamente a olhar para trás no tempo, vendo estes quasares e buracos negros supermassivos como apareciam apenas mais ou menos 800 milhões de anos após a formação do Universo (conhecido).

É amplamente aceite que o hidrogénio no Universo já foi neutro, mas que foi “reionizado” – dividido nos seus componentes, protões e eletrões – na época em que a primeira geração de estrelas, galáxias e buracos negros supermassivos nasceram, nas primeiras centenas de milhões de anos depois do Big Bang.

Este é um marco da história cósmica, mas os astrónomos ainda não sabem o que forneceu a incrível quantidade de energia necessária para provocar a reionização. Uma hipótese convincente sugere que havia muitos mais quasares no Universo primitivo do que o detetado anteriormente, e que foi a sua radiação integrada que reionizou o Universo.

“No entanto, o número de quasares que observámos mostra que este não é o caso,” explicou Robert Lupton, cientista de ciências astrofísicas. “O número de quasares vistos é significativamente menor do que o necessário para explicar a reionização.” A reionização foi, portanto, provocada por outra fonte de energia, provavelmente várias galáxias que começaram a formar-se no Universo jovem.

O presente estudo foi possível graças à capacidade de investigação do Subaru e do HSC. “Os quasares que descobrimos serão um alvo interessante para mais observações de acompanhamento com instalações atuais e futuras,” disse Yoshiki Matsuoka, ex-investigador de pós-doutorado de Princeton, agora na Universidade de Ehime, Japão.

“Também vamos aprender mais sobre a formação e evolução inicial dos buracos negros supermassivos, comparando a densidade e a distribuição de luminosidade dos números medidos com previsões de modelos teóricos.” Com base nos resultados obtidos até agora, a equipa está ansiosa por encontrar buracos negros ainda mais distantes e por descobrir quando surgiu, no Universo, o primeiro buraco negro supermassivo.

// CCVAlg

PARTILHAR

RESPONDER

Cria de lobo-marinho voltou a aparecer no areal do Porto Santo

A cria de lobo-marinho que tem feito do areal da ilha do Porto Santo o seu local de descanso voltou a aparecer hoje, depois de ter desaparecido desde terça-feira à noite. A bióloga Rosa Pires, do …

Há um fóssil único de tiranossauro bebé à venda no eBay (e os cientistas estão indignados)

O esqueleto "único" de um filhote de tiranossauto (Tyrannosaurus rex) com mais de 60 milhões de anos foi posto à venda na plataforma eBay nos Estados Unidos. O vendedor pede quase 3 milhões de dólares …

Agência francesa adverte: troque ibuprofeno por paracetamol

A agência francesa do medicamento ANSM fez uma advertência a médicos e pacientes sobre riscos decorrentes do uso do ibuprofeno e do cetoprofeno, que podem agravar infeções em tratamento, e pediu uma investigação a nível …

"Lendária" e misteriosa espécie de orca avistada por cientistas

Cientistas admitem o possível avistamento de uma das espécies de orca mais misteriosas da natureza. A orca é conhecida como o "Tipo D", mas muito raramente foi vista ou ouvida. A orca foi avistada no Cabo …

Nacional vs Sporting | Triunfo curto para tanto domínio

O Sporting foi à Madeira somar a sua sétima vitória consecutiva na Liga NOS. No terreno do Nacional, os “leões” ganharam por 1-0, num jogo em que o resultado não espelha a grande superioridade da …

Titã pode ter "lagos fantasmas" e cavernas

Titã, a lua e Saturno, é surpreendentemente semelhante à Terra. Tem lagos, rios e oceanos profundos (e possivelmente cavernas) que poderiam sustentar vida. Em Titã, a chuva não é água, mas sim metano líquido. Duas …

As barbas podem ter mais bactérias do que o pêlo dos cães

Uma equipa de investigadores suíços descobriu que as barbas podem ter mais micróbios prejudiciais à saúde humana do que o pêlo dos cães. Uma recente investigação realizada pela clínica Hirslanden, na Suíça, descobriu que as barbas …

Há uma cidade onde é proibido morrer

Longyearbyen, capital do arquipélago de Svalbard, na Noruega, deu o passo muito incomum de proibir a morte naquela região. Desde 1950, ninguém está legalmente autorizado a morrer na cidade. Até uma pessoa que lá tenha vivido …

Este ano já morreram 129 pessoas na estrada. O telemóvel leva as culpas

A Secretaria de Estado da Proteção Civil informou hoje que morreram 129 pessoas nas estradas portuguesas, menos uma morte do que em período homólogo de 2018 e o telemóvel ao volante tem contribuído para aumento …

Musk ganha 40 mil vezes mais que os seus empregados (mas não levanta os cheques)

Elon Musk, o criador da Tesla, ganha 40 mil vezes mais do que a média dos seus trabalhadores. Por outro lado, o multimilionário Warren Buffett recebe sete vezes menos que os seus trabalhadores. Os dados divulgados …