Um buraco negro é um objeto cósmico com uma gravidade tão forte que nada, nem mesmo a luz, pode escapar. Ele é normalmente formado a partir do colapso de uma estrela muito massiva no final de sua vida.
Além disso, alguns buracos negros podem se tornar muito grandes, se houver tempo suficiente e matéria para “devorar”.
Os Buracos negros supermassivos — um tipo gigantesco de buraco negro que existe no centro das grandes galáxias, com até 10 bilhões de vezes a massa do Sol — são particularmente intrigantes, pois sua evolução é difícil de explicar.
No entanto, o que é ainda mais desafiador é entender como surgiram os buracos negros ultra massivos no início da história do nosso Universo, que possuem (ou possuíam) massas acima de 10 bilhões de vezes a massa do Sol.
Esses monstros cósmicos simplesmente não teriam tempo suficiente para crescer apenas se alimentando do material ao seu redor.
No entanto, os buracos negros ultra massivos existem, como foi evidenciado pela descoberta de um objeto com 34 bilhões de massas solares na galáxia J2157 há cerca de 12,3 bilhões de anos e de outro objeto com 40 bilhões de massas solares na galáxia S5 0014+81 há cerca de 12,1 bilhões de anos.
Para tentar entender como isso é possível, uma equipe de cientistas liderada pela astrofísica Yueying Ni do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, nos EUA, realizou uma simulação computacional usando o supercomputador Frontera do Texas Advanced Computing Center (NI, 2022).
O objetivo dessa simulação foi determinar como os buracos negros ultra massivos podem ter se formado no Universo primitivo, sem quebrar os modelos cosmológicos atuais.
Os resultados da simulação mostram que a fusão de galáxias pode ter sido o principal motivo para a formação desses objetos ultra massivos, principalmente durante o chamado “meio dia cósmico“, um momento entre 2 e 3 bilhões de anos após o Big Bang, quando a atividade de formação estelar atingiu seu pico.
Nessa essa época — durante a simulação dos primeiros momentos do nosso Universos — a equipe de cientistas encontrou três galáxias com 10 vezes a massa da Via Láctea, cada.
No centro de cada galáxias havia um buraco negro supermassivo, com cerca de 10 bilhões de massas solares.
Quando essas três galáxias se fundiram na simulação, seus buracos negros supermassivos se aproximando do centro da nova galáxia combinada, através de uma dança orbital que eventualmente levou à coalescência de um buraco negro ultra massivo.
Imagem: NI, 2022.
A simulação mostra que a colisão dessas galáxias e seus respectivos buracos negros supermassivos pode ter resultado em um buraco negro com uma massa próxima à soma das massas da pré-fusão.
Essas descobertas são animadoras e sugerem que podemos estar mais próximos de entender a formação desses objetos incrivelmente densos e massivos.
Além disso, os avanços na tecnologia de simulação cosmológica podem nos orientar na busca por evidências visuais dessas fusões no futuro, através de telescópios como o LISA — capaz de detectar uma ampla gama de ondas gravitacionais — e o James Webb — que está atualmente buscando desvendar os segredos dos confins do Universo.
Enquanto os buracos negros continuam a ser um mistério para os astrônomos, esta pesquisa mostra que estamos cada vez mais próximos de compreender sua existência e comportamento no Universo.
A simulação computacional é apenas um exemplo de como a ciência está avançando na compreensão dos buracos negros.
Vídeos
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Referências
NI, Yueying et al. Ultramassive Black Holes Formed by Triple Quasar Mergers at z∼ 2. The Astrophysical Journal Letters, v. 940, n. 2, p. L49, 2022. Disponível em: <link>. Acesso em: 8 mar 2023.
Notícias
Black Holes So Massive They Shouldn’t Exist Could Spawn From a Rare Triple Merger. Science Alert, 2023. Disponível em: <link>. Acesso em: 8 mar 2023.
Cite-nos
SANTOS, Fábio. Buracos negros ultra massivos podem ter se originado de fusões triplas de galáxias primitivas. Ciência Mundo, mar 2023. Disponível em: . Acesso em: 05 maio 2024.
Graduado em Sistemas de Informação pela FEUC-RJ e mestre em Representação de Conhecimento e Raciocínio pela UNIRIO. Fábio é editor e fundador do portal Ciência Mundo. É dedicado à produção de conteúdos relacionados a astronomia, física, arqueologia e inteligência artificial.
