Uma equipa de investigadores descobriu um objeto no espaço a que chamam galáxia "Infinity" - duas galáxias que recentemente colidiram e que, juntas, se assemelham ao símbolo do infinito. E no centro da "Infinity", embebido numa nuvem de gás, dizem, está um buraco negro supermassivo. O achado foi descrito num novo estudo publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

A descoberta, dizem os investigadores, é intrigante por várias razões. Sugere uma nova maneira dos buracos negros se formarem, fornece uma possível explicação para a existência de buracos negros incrivelmente massivos no Universo primitivo - e pode ser a primeira evidência direta de um buraco negro supermassivo logo após a sua formação.

"Isto é o mais próximo de uma 'arma fumegante' que provavelmente iremos obter", disse Peter van Dokkum, professor de astronomia e de física na Faculdade de Artes e Ciências da Universidade de Yale e principal autor do novo estudo.

Tudo acerca desta galáxia, disse, é invulgar. "Não só tem um aspeto muito estranho, como também tem um buraco negro supermassivo que está a acretar muito material", disse. "A maior surpresa de todas foi o facto de o buraco negro não estar localizado dentro de nenhum dos dois núcleos das galáxias em fusão, mas no meio. Perguntámo-nos: como é que isto pode fazer sentido?"

Van Dokkum e o astrónomo Gabriel Brammer, da Universidade de Copenhaga, fizeram a descoberta enquanto estudavam imagens do levantamento COSMOS-Web, que faz parte do arquivo de dados do Telescópio Espacial James Webb da NASA. Van Dokkum também realizou observações de acompanhamento dos dados do Webb. Além disso, os investigadores utilizaram dados do Observatório W.M. Keck e dados de arquivo do VLA (Very Large Array) e do Observatório de raios X Chandra.

Encontrar um buraco negro que não esteja localizado no núcleo de uma galáxia massiva é, por si só, invulgar, disseram os investigadores. E depois descobrir que o buraco negro se tinha acabado de formar não tem paralelo. "Por outras palavras, pensamos que estamos a testemunhar o nascimento de um buraco negro supermassivo - algo nunca antes visto ", disse van Dokkum. Esta descoberta tem também implicações no debate em curso sobre a formação de buracos negros no Universo primitivo.

Uma teoria - a teoria das "sementes leves" - defende que buracos negros pequenos se formaram quando os núcleos das estrelas entraram em colapso e explodiram. Eventualmente, estas "sementes leves" fundiram-se em buracos negros supermassivos. Esta teoria, no entanto, necessitaria de um tempo extraordinariamente longo para dar frutos. E o telescópio Webb já identificou buracos negros supermassivos que apareceram demasiado cedo no Universo para serem explicados pela teoria das "sementes leves".

Resta a teoria das "sementes pesadas". Esta teoria sugere que buracos negros muito maiores se podem formar a partir do colapso de grandes nuvens de gás. O ponto de discórdia para a teoria das "sementes pesadas" tem sido o facto de as nuvens de gás em colapso formarem normalmente estrelas.

"Relatámos a primeira evidência da formação de tais sementes pesadas por colapso direto com o poder combinado do JWST e do Chandra, com a deteção da galáxia UHZ1, quando o Universo tinha apenas 470 milhões de anos", disse Natarajan. "O que é excitante na descoberta da galáxia Infinity é que ela sugere que a natureza provavelmente faz buracos negros através de colapso direto ao longo do tempo cósmico".

A galáxia Infinity, no entanto, pode mostrar como condições extremas - incluindo as do início do Universo sugeridas pela teoria das "sementes pesadas" - podem levar à criação de um buraco negro, disse van Dokkum.

"Neste caso, duas galáxias de disco colidiram, formando as estruturas anelares de estrelas que vemos", disse. "Durante a colisão, o gás no interior destas duas galáxias choca e comprime-se. Esta compressão pode ter sido suficiente para formar um nó denso, que depois colapsou num buraco negro. Embora tais colisões sejam eventos raros, pensa-se que semelhantes densidades extremas de gás tenham sido bastante comuns nas primeiras épocas cósmicas, quando as galáxias se começaram a formar", acrescentou.

Van Dokkum e os seus colegas sublinharam que é necessária mais investigação para confirmar as descobertas e o que estas auguram para a formação dos buracos negros.

// Universidade de Yale (comunicado de imprensa)
// NASA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)

Quer saber mais?

Buraco negro supermassivo:
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Colapso direto (Wikipedia)

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