Uma equipa internacional, com a participação do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), sugere que a massa dos buracos negros aumenta com a escala do Universo.
Pensa-se que quase todas as galáxias têm no seu centro um buraco negro com milhões, ou mesmo milhares de milhões de vezes a massa do Sol.
A massa destes buracos negros supermassivos cresce em conjunto com a da sua galáxia hospedeira pela queda de material envolvente, ou pela fusão com outras galáxias.
Porém, um estudo recente reúne evidências de que em galáxias que deixaram de formar estrelas, e portanto já não estarão a alimentar-se com novo material exterior, o seu buraco negro central continuou a crescer até ter oito a 20 vezes mais massa do que o esperado.
Agora, uma equipa internacional propõe uma explicação para essa grande diferença de massa entre buracos negros supermassivos em distintos momentos na história do Universo mas que estão em galáxias muito semelhantes – galáxias elípticas que esgotaram o seu gás e que deixaram de evoluir, encontrando-se num estado letárgico.
A equipa, que inclui José Afonso, investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, apresentou o seu estudo num artigo publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.
Segundo os investigadores, este aumento de massa dos buracos negros é coerente com o crescimento do próprio Universo no mesmo período de tempo, pelo que o crescimento dos buracos negros poderá, de alguma forma, estar vinculado à própria expansão do Universo.
“Uma das sugestões que é feita neste trabalho é a de que os buracos negros podem explicar a energia escura que existe no Universo”, diz José Afonso.
“Isto pode levantar o véu sobre uma das questões mais difíceis de tratar nas duas últimas décadas: qual é a natureza desta energia escura que parece hoje dominar a expansão do universo? É apenas uma sugestão que já tinha sido levantada a nível teórico, mas estamos pela primeira vez a revelar que existem observações que a apoiam”, acrescenta o investigador.
Soluções alternativas aos buracos negros
Os autores baseiam-se em modelos teóricos, desenvolvidos nas últimas três décadas, que propõem a existência de corpos compactos alternativos aos buracos negros.
Estes objetos evitam as aberrações físicas inerentes ao conceito de buraco negro, em particular o colapso infinito que matematicamente parece ser atingido no seu interior, na chamada singularidade.
“São objetos esféricos que têm no interior uma região de material com um efeito repulsivo e que impede o colapso da estrela. Desse modo pode ser visto como uma solução estável, que não colapsa”, explica Francisco Lobo, do IA e de Ciências ULisboa.
O efeito repulsivo do interior destes objetos compactos tem algo de semelhante com as tentativas atuais para explicar a expansão acelerada do Universo, nomeadamente a hipótese de uma energia escura – uma pressão negativa dominante sobre a matéria e que contraria a gravidade, impedindo o Universo de colapsar sobre si mesmo.
A energia de vácuo no interior desses objetos poderá ter, segundo os autores do artigo, o mesmo efeito da hipotética energia escura, e ser a responsável pela expansão acelerada do Universo.
“Mas esses objetos teóricos não são de facto buracos negros”, diz Francisco Lobo, “são soluções alternativas aos buracos negros. É uma interpretação fascinante mas que irá requerer mais trabalho no futuro.”
Embora o estudo se tenha concentrado em observações de buracos negros supermassivos, existentes no centro de galáxias, por serem os menos difíceis de observar, as conclusões podem ser generalizadas a todos os buracos negros.
Aqui se incluem aqueles criados pela morte de estrelas de grande massa, como resultado final da sua explosão como supernova, chamados buracos negros estelares.
“Ao longo da história do Universo estão a ser criados mais buracos negros que vão ajudar a determinar, ou não, a expansão do Universo a larga escala”, diz José Afonso.
A confirmar-se esta hipótese, não só este seria um primeiro passo para compreender por que o Universo se está a expandir, mas também para explicar porque é que se observam buracos negros tão grandes nas galáxias mais distantes, e portanto logo nas primeiras fases do Univero.
“Pretendemos obviamente observar mais galáxias com buracos negros”, diz José Afonso, “e perceber melhor como é o seu crescimento, e tentar assim confirmar se esses buracos negros podem ser mesmo a chamada energia escura.”
Para isso, a equipa irá usar observações com o telescópio espacial James Webb (da NASA, ESA e CSA), cuja precisão permitirá verificar se as galáxias observadas neste estudo são de facto inertes ou, pelo contrário, estarão ainda a interagir com galáxias vizinhas e, por essa via, a adquirir novo gás.
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