Os buracos negros não só existiram no início dos tempos, como também deram origem a novas estrelas e impulsionaram a formação galáctica, sugere uma nova análise de dados do Telescópio Espacial James Webb.

Esta descoberta vem alterar as teorias sobre a forma como os buracos negros moldam o cosmos, desafiando a ideia clássica de que se formaram após o aparecimento das primeiras estrelas e galáxias. Ao invés, os buracos negros podem ter acelerado drasticamente o nascimento de novas estrelas durante os primeiros 50 milhões de anos do Universo, um período fugaz dos seus 13,8 mil milhões de anos de história.

"Sabemos que estes buracos negros monstruosos existem no centro de galáxias próximas da nossa Via Láctea, mas a grande surpresa agora é que também estavam presentes no início do Universo e eram quase como blocos de construção ou sementes das primeiras galáxias", disse o autor principal, Joseph Silk, professor do Departamento de Física e Astronomia da Universidade Johns Hopkins e do Instituto de Astrofísica da Universidade Sorbonne, em Paris. "Eles realmente impulsionaram tudo, como amplificadores gigantescos de formação estelar, o que é uma reviravolta total do que pensávamos ser possível antes - tanto que isto pode abalar completamente a nossa compreensão de como as galáxias se formam".

O trabalho foi recentemente publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

As galáxias distantes do Universo primitivo, observadas através do telescópio Webb, parecem muito mais brilhantes do que os cientistas previram e revelam um número invulgarmente elevado de estrelas jovens e buracos negros supermassivos, afirmou Silk.

A sabedoria convencional sustenta que os buracos negros se formaram após o colapso de estrelas supermassivas e que as galáxias se formaram após as primeiras estrelas terem iluminado o escuro Universo primitivo. Mas a análise da equipa de Silk sugere que os buracos negros e as galáxias coexistiram e influenciaram o destino uns dos outros durante os primeiros 100 milhões de anos. Se toda a história do Universo fosse um calendário de 12 meses, esses anos seriam como os primeiros dias de janeiro, disse Silk.

"Estamos a argumentar que os fluxos dos buracos negros esmagaram nuvens de gás, transformando-as em estrelas e acelerando em muito o ritmo de formação estelar", disse Silk. "Caso contrário, é muito difícil compreender de onde vieram estas galáxias brilhantes, porque são tipicamente mais pequenas no Universo primitivo. Por que razão estariam a formar estrelas tão depressa?"

Os buracos negros são regiões no espaço onde a gravidade é tão forte que nada pode escapar à sua atração, nem mesmo a luz. Devido a esta força, geram campos magnéticos poderosos que provocam tempestades violentas, ejetando plasma turbulento e agindo, em última análise, como enormes aceleradores de partículas, disse Silk. Este processo, explicou, é provavelmente a razão pela qual os detetores do Webb avistaram mais buracos negros e galáxias brilhantes do que os cientistas previam.

"Não conseguimos ver estes ventos violentos ou jatos muito, muito longínquos, mas sabemos que devem estar presentes porque vemos muitos buracos negros no início do Universo", explicou Silk. "Estes ventos enormes provenientes dos buracos negros esmagam nuvens de gás próximas e transformam-nas em estrelas. Este é o elo que faltava para explicar porque é que estas primeiras galáxias são muito mais brilhantes do que esperávamos".

A equipa de Silk prevê que o Universo jovem teve duas fases. Durante a primeira fase, os fluxos altamente velozes dos buracos negros aceleraram a formação de estrelas, e depois, numa segunda fase, os fluxos abrandaram. Algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang, as nuvens de gás entraram em colapso devido a tempestades magnéticas dos buracos negros supermassivos, e nasceram novas estrelas a um ritmo muito superior ao observado milhares de milhões de anos mais tarde em galáxias normais, disse Silk. A criação de estrelas abrandou porque estes fluxos poderosos passaram para um estado de conservação de energia, acrescentou o autor, reduzindo o gás disponível para formar estrelas nas galáxias.

"Pensámos que, no início, as galáxias se formaram quando uma nuvem de gás gigante colapsava", explicou Silk. "A grande surpresa é que havia uma semente no meio dessa nuvem - um grande buraco negro - que ajudou a transformar rapidamente a parte interior dessa nuvem em estrelas a um ritmo muito superior ao que esperávamos. Por isso, as primeiras galáxias são incrivelmente brilhantes".

A equipa espera que as futuras observações do telescópio Webb, com contagens mais precisas de estrelas e buracos negros supermassivos no Universo primitivo, ajudem a confirmar os seus cálculos. Silk espera que estas observações também ajudem os cientistas a reunir mais pistas sobre a evolução do Universo.

"A grande questão é: quais foram os nossos primórdios? O Sol é uma estrela em 100 mil milhões na Via Láctea e há também um enorme buraco negro no meio. Qual é a ligação entre os dois?", disse. "Dentro de um ano teremos dados muito melhores e muitas das nossas perguntas começarão a ter resposta".

// Universidade Johns Hopkins (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)
// Artigo científico (arXiv.org)

Quer saber mais?

Buraco negro supermassivo:
Wikipedia

Universo:
A expansão acelerada do Universo (Wikipedia)
Universo (Wikipedia)
Lei de Hubble (Wikipedia)
Determinando a constante de Hubble (Wikipedia)
Idade do Universo (Wikipedia)
Estrutura a grande-escala do Universo (Wikipedia)
Big Bang (Wikipedia)
Cronologia do Big Bang (Wikipedia)
Modelo Lambda-CDM (Wikipedia)
Indicadores de distâncias cósmicas (Wikipedia)
"Escada" de distâncias cósmicas (Wikipedia)

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