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Há uma nova teoria sobre a origem dos buracos negros supermassivos

Sociedade

NASA's Goddard Space Flight Center

Os buracos negros supermassivos são difíceis de explicar. Acredita-se que haja um no centro de todas as grandes galáxias (como a nossa Via Láctea), mas a sua existência ainda é envolta em mistério. Agora, uma nova teoria explica o seu nascimento e, ao contrário de todas até aqui, não envolve o colapso de estrelas

Os buracos negros formam-se a partir do colapso de estrelas massivas, diz a atual teoria sobre a formação destes gigantes do espaço, o que serve para explicar a maioria dos casos. Mas não todos. De uma forma simplificada, pode dizer-se que uma estrela com, pelo menos, cinco vezes mais massa do que o nosso Sol, começa a ficar sem combustível nos seus últimos tempos de vida e, por ação da gravidade, o seu núcleo entra em colapso, ocorrendo uma explosão que liberta enormes quantidades de energia, num fenómeno conhecido como hipernova (supernova é o termo para a explosão de estrelas de menor massa). A estrela colapsa depois sobre si própria e o que resta é um buraco negro, que depois cresce até assumir uma proporção gigantesca, alimentando-se de outra matéria.

Primeiro ponto a reter: este processo demora muito tempo a desenrolar-se. E os buracos negros supermassivos são antigos. Ainda em março deste ano, um grupo de astrónomos anunciou a descoberta de 83 corpos destes tão antigos que desafiam esta explicação. Tal como um buraco negro supermassivo descoberto em 2017 e que estava completamente formado apenas 690 milhões de anos depois do Big Bang. Ou seja, buracos negros supermassivos que já existiam antes de terem tido tempo para se formarem, segundo o modelo do colapso estelar. Como é que ficaram tão grandes - alguns são milhares de milhões de vezes mais massivos que o Sol - em tão pouco tempo?

Uma dupla de investigadores da Western University no Ontário, Canadá, tem uma teoria e chama-se "colpaso direto".

O novo estudo, publicado no The Astrophysical Journal Letters sugere que estes gigantes do espaço se formaram sem ser a partir do colapso de uma estrela e que o fizeram de forma extremamente rápida, após o que, subitamente, pararam de crescer.

Shantanu Basu e Arpan Das desenvolveram um novo modelo matemático, que prevê a ultrapassagem do chamado limite de Eddington (o limite da luminosidade de um objeto celestial, relacionado com o equilíbrio entre a força da gravidade no interior e a pressão de radiação para o exterior, a partir do qual há perda de massa). Para estes investigadores, no caso destes buracos negros tão antigos, esse limite pode ter sido ligeiramente excedido.

“Os buracos negros supermassivos tiveram apenas um breve período de tempo durante o qual puderam cresceram rapidamente. Depois, a certo ponto, devido a toda a radiação no Universo criada por outros buracos negros e estrelas, a sua produção parou. Este é o cenário de colapso direto”, explica Basu em comunicado.