JWST encontra muitos buracos negros de baixa massa no universo primordial!

Esses buracos negros menores sugerem que pode haver muitas galáxias em que a própria galáxia se forma antes que o buraco negro em seu centro

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Por Andy Tomaswick, Universe Today

Traduzido e adaptado por Marco Centurion

Campo Ultra Profundo do JWST, mostrando galáxias e lentes gravitacionais em uma pequena faixa do céu. (Créditos da imagem: NASA, ESA, CSA e STScI)

Os buracos negros desempenharam um papel fundamental na formação do universo primordial. No entanto, os astrônomos vêm debatendo há muito tempo o quão essencial foi esse papel, já que as informações que tínhamos sobre buracos negros primordiais, que existem em altos redshifts, eram relativamente limitadas.

Redshift e Blushift (desvios para o vermelho ou para o azul, respectivamente) descrevem a mudança na frequência na luz de um objeto, de acordo com o seu movimento, se está se aproximando ou se afastando de nós. Quando um objeto está se distanciando, a luz deste objeto sofre o desvio para o vermelho (redshift), se estiver se aproximando a sua luz sofre o desvio para o azul (blueshift). A comunidade astronômica usa estes desvios para deduzir o quão longe o objeto observado está da Terra e este é um conceito central na determinação da expansão do universo.

Um novo artigo de um grupo de pesquisadores liderado por Sophia Geris, da Universidade de Cambridge, combinou diversos espectros obtidos com o Telescópio Espacial James Webb (JWST) para adicionar contexto à formação de buracos negros no início do universo e descobriu que há muitos buracos negros menores por aí, o que dá força à ideia de que buracos negros de todos os tamanhos contribuíram para a formação do nosso universo moderno. O estudo foi publicado no servidor de pré-impressão arXiv e pode ser lido aqui.

O JWST está em operação há alguns anos e já teve diversos lançamentos de dados de seus vários instrumentos. O utilizado para a análise do artigo foi o terceiro lançamento de dados da Pesquisa Avançada Profunda Extragaláctica do JWST (JADES), que incluiu 4.000 espectros adicionais nunca vistos antes, com 2.375 objetos no conjunto de dados possuindo redshifts definidos, ou seja, os cientistas sabem quão distantes eles estão no espaço e no tempo.

Este estudo específico analisou 600 galáxias muito distantes e removeu aquelas com Núcleos Ativos de Galáxias (AGNs) conhecidos, que são buracos negros ativos consumindo gás e poeira no centro de galáxias. A maioria dos AGNs conhecidos era muito brilhante, e como a intenção deste artigo era encontrar AGNs fracos que normalmente seriam ignorados em levantamentos tradicionais, esses objetos precisaram ser descartados.

Após a remoção dos AGNs brilhantes já conhecidos, os pesquisadores empilharam uma série de imagens capturadas em diferentes espectros para aumentar o brilho de quaisquer AGNs fracos ainda presentes no conjunto de dados. Os autores também agruparam as galáxias de acordo com certos critérios, como o quão brilhantes elas eram ou quantas estrelas possuíam.

Depois de empilharem os espectros e obterem uma série de AGNs agora brilhantes o suficiente para serem notados, os pesquisadores buscaram um tipo específico de luz chamado Hα larga. Essa luz indica especificamente que um buraco negro está ativamente consumindo material, embora também possa ser proveniente de outras fontes, como supernovas ou ventos soprando para fora da galáxia observada.

Eliminando essas outras possibilidades, restou ao conjunto de dados uma série de AGNs fracos no centro de muitas galáxias em alto redshift que, até então, se acreditava não conterem buracos negros ativos. O mais importante é que muitos desses buracos negros são muito menores do que aqueles tradicionalmente considerados ao se pensar nos buracos negros do universo primordial. Eles tinham "apenas" cerca de 1.000.000 de vezes a massa do nosso Sol e eram muito menos ativos do que os AGNs previamente identificados no mesmo redshift.

Isso também ajudou a explicar um enigma anterior sobre o tamanho dos buracos negros no universo inicial. Muitos dos AGNs maiores encontrados em estudos anteriores pareciam grandes demais para as galáxias que os abrigavam, enquanto os buracos negros encontrados neste estudo se enquadram nos parâmetros de tamanho mais amplamente aceitos para as galáxias que habitavam. Isso pode indicar que, em vez de uma visão de evolução galáctica baseada em “primeiro o buraco negro”, esses buracos negros menores sugerem que pode haver muitas galáxias em que a própria galáxia se forma antes que o buraco negro em seu centro cresça o suficiente para ser notado por observações astronômicas.

De qualquer forma, estudos como este são exatamente o que o JWST foi projetado para realizar, investigar o universo primitivo em busca de caminhos para a formação de galáxias e identificar as estruturas massivas que definiram grande parte da evolução do universo. E isso é só o começo: muitos outros lançamentos de dados estão por vir, alguns dos quais, sem dúvida, lançarão ainda mais luz sobre essa população inicial de buracos negros de baixa massa, agora comprovadamente existentes pela primeira vez.

Artigo encontrado no site da agência de divulgação científica estadunidense Phys.org  (originalmente publicado em 23/07/2025)

Link para acesso ao original: https://phys.org/news/2025-07-jwst-plenty-mass-black-holes.html