🔴 Os pontos vermelhos do James Webb: a chave para os buracos negros gigantes?

O telescópio espacial James Webb revelou nos últimos anos objetos surpreendentes nos primórdios do Universo: os "Little Red Dots" (Pequenos Pontos Vermelhos). Esses pontos vermelhos compactos, observados menos de um bilhão de anos após o Big Bang, podem conter um processo incomum que explica o surgimento dos buracos negros mais massivos.

Suas características singulares, como seu espectro luminoso ou seu desaparecimento rápido da história cósmica, intrigam os cientistas. Se as galáxias atuais geralmente abrigam um buraco negro supermassivo em seu centro, sua formação acelerada ainda é difícil de explicar. De fato, os mecanismos clássicos de fusão, a partir de buracos negros originados de estrelas, teoricamente exigem mais de um bilhão de anos.


Para reconciliar essas observações com os modelos, uma equipe de pesquisa propõe que esses pontos vermelhos funcionem como "berçários" para buracos negros, originados de um colapso direto. Em vez de provenientes da explosão de uma estrela, essas "sementes" massivas nasceriam do colapso de imensas nuvens de gás primordiais. Esse caminho alternativo permitiria obter rapidamente objetos dezenas de milhares de vezes mais massivos que o Sol.

Além disso, as condições necessárias para esse cenário parecem ocorrer apenas no Universo jovem, antes do enriquecimento em elementos pesados produzido pelas primeiras estrelas. Simulações computacionais indicam que as propriedades dos buracos negros formados por colapso direto coincidem com as dos Little Red Dots. Elia Cenci, responsável pela equipe, esclareceu ao Space.com que essa descoberta poderia fornecer as primeiras pistas observacionais do nascimento dos buracos negros gigantes.

A ausência desses objetos além de aproximadamente 1,5 bilhão de anos seria explicada pela evolução cósmica. Os ambientes se tornariam então muito ricos em elementos pesados e teriam menos influxo de gás, o que não favoreceria mais o colapso direto. Novas observações com maior resolução e com cobertura espectral completa serão necessárias para confirmar essa hipótese.

Os cientistas continuam explorando essa pista graças a muitas simulações cosmológicas de alta precisão. Seu estudo, publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, busca descrever melhor a população desses buracos negros primordiais e sua relação com os enigmáticos pontos vermelhos.

As sementes dos buracos negros: leves ou massivas?

O conceito de sementes descreve a maneira como um buraco negro inicia sua existência. Para as sementes leves, trata-se dos resíduos de estrelas massivas que explodiram em supernova. Sua massa permanece limitada, atingindo no máximo algumas dezenas de vezes a do Sol, sendo então necessário um crescimento subsequente significativo por acreção e fusão.

Em contrapartida, uma semente massiva provém diretamente do colapso de uma nuvem de gás muito densa, evitando assim a fase estelar. A massa inicial pode assim atingir cem mil vezes a do Sol, oferecendo um ponto de partida vantajoso para alcançar rapidamente um tamanho supermassivo.

Essa distinção é importante para entender o surgimento precoce de buracos negros gigantes no Universo jovem. O lapso de tempo entre o Big Bang e sua observação pelo telescópio James Webb parece de fato muito curto para as sementes leves clássicas.

A busca por essas sementes massivas, através de objetos como os Little Red Dots, permite assim testar os modelos de formação das estruturas cósmicas mais extremas.