Os Little Blue Dots do Webb podem revelar como buracos negros gigantes se formaram logo após o Big Bang!

Os Little Red Dots parecem surgir na fase final da formação de buracos negros de colapso direto!

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Por Jorge Salazar, editado por Stephanie Baum,

Revisado por Robert Egan

Traduzido e adaptado por Marco Centurion

O lançamento do Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA, em 2021, ampliou o horizonte de observação do universo primitivo, revelando eventos cósmicos ocorridos apenas algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang. Entre as descobertas mais impressionantes estão os buracos negros supermassivos, com alguns atingindo 100 milhões de vezes a massa do nosso Sol.

Os “pequenos pontos vermelhos” são objetos extremamente compactos recentemente observados pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA. Utilizando supercomputadores e dados de LRD do JWST, uma equipe de astrônomos comparou e encontrou boa concordância entre os dados observados e modelos que empregam a hipótese de “sementes pesadas” versus a hipótese de “sementes leves” para a formação de buracos negros no universo primitivo. (Créditos da imagem: NASA)

“Encontrar buracos negros no universo primitivo é uma grande surpresa, porque isso vai contra o modelo padrão de como o universo constrói estrutura a partir de pequenas partes, ou ‘sementes leves’, até formar grandes estruturas, ou ‘sementes pesadas’”

disse Volker Bromm, professor de astronomia no College of Natural Sciences e codiretor do Cosmic Frontier Center na Universidade do Texas em Austin.

Bromm é coautor de um estudo sobre objetos astronômicos curiosos descobertos pelo JWST chamados Little Red Dots (LRD), publicado no Astrophysical Journal e que pode ser lido na íntegra aqui.

Os LRD são extremamente compactos, emitindo luz altamente desviada para o vermelho, com características espectrais incomuns que desafiam explicações simples. Bromm e seus colegas compararam os dados de LRD do JWST com modelos que empregam a hipótese das chamadas “sementes pesadas” para a formação de buracos negros, encontrando boa concordância.

Demografia da população de Little Red Dots: função de massa em z = 4–5,5 (acima) e densidade numérica de buracos negros (massivos) (abaixo). Os modelos de sementes pesadas concordam amplamente com as observações de Little Red Dots, mas o modelo de sementes leves (super-)Eddington superestima a função de massa observada de buracos negros. (Créditos da imagem: The Astrophysical Journal (2026). DOI: 10.3847/1538-4357/ae3725)

As “Sementes pesadas” de buracos negros

Astrônomos chamam as sementes pesadas de buracos negros de colapso direto (DCBH), que se acredita se formarem a partir do colapso rápido de enormes nuvens primordiais de hidrogênio e hélio. Essa linha de pensamento contrasta com a hipótese de “sementes leves”, um processo mais lento no qual uma estrela massiva consome todo o seu combustível nuclear e colapsa em um buraco negro remanescente, com massa de algumas dezenas até cerca de 100 vezes a massa do Sol.

Os Little Red Dots parecem surgir na fase final da formação de DCBHs.

“Agora acredita-se que os Little Red Dots sejam alimentados por buracos negros supermassivos cercados por um casulo massivo, uma nuvem de gás de alta densidade"

disse Bromm.

Lançado em 2021, o Telescópio Espacial James Webb da NASA é um observatório infravermelho em órbita que complementa e expande as descobertas do Telescópio Espacial Hubble, com cobertura de comprimentos de onda maiores e sensibilidade muito superior. (Créditos da imagem: NASA)

Supercomputação por trás do avanço

Bromm obteve acesso aos supercomputadores Lonestar6 e Stampede3 no Texas Advanced Computing Center (TACC) por meio do programa de infraestrutura cibernética de pesquisa da Universidade do Texas, abrindo caminho para que pesquisadores de todo o sistema UT utilizem poder computacional avançado de classe mundial.

Volker utilizou esses supercomputadores para desenvolver modelos que partem das condições iniciais do universo cerca de meio milhão de anos após o Big Bang, inferidas a partir de dados anteriores da radiação cósmica de fundo em micro-ondas.

“Lonestar6 e Stampede3 foram absolutamente essenciais para essa modelagem e para alcançar esse nível de realismo. No momento em que se acopla matéria escura com bárions (matéria luminosa), entra-se em um regime completamente não linear. Essas instalações oferecem a única maneira de resolver esse problema extremamente complexo.”

disse Bromm.

Bromm e seus colegas utilizaram o código de formação de galáxias Ancient Stars and Local Observables by Tracing Halos (A-SLOTH) para povoar o universo primitivo com DCBHs e comparar isso com modelos padrão baseados em remanescentes estelares. Eles encontraram melhor concordância com os modelos de DCBH em relação aos modelos de sementes de remanescentes estelares ao reproduzir as estatísticas observadas da população de LRD e as propriedades dos halos de matéria escura hospedeiros.

A “genética” dos Little Red Dots

Os pesquisadores desconstruíram os dados observacionais do JWST sobre os LRD utilizando o que chamaram de “técnica genética”, na qual os dados são divididos em seus progenitores.

“Construímos uma árvore de fusões da história dos LRD desde o início. É como reconstruir a história de uma pessoa, voltando milhões de anos e acompanhando todos os descendentes”

explicaram.

Com base nisso, Bromm e seus colegas incorporaram objetos e processos astrofísicos fundamentais, como halos de matéria escura, adicionando gás primordial para esclarecer como o gás forma estrelas, seu ciclo de vida e produção de energia, o feedback de supernovas e o consequente enriquecimento com elementos químicos pesados.

Isso é análogo a modelar a história profunda de uma pessoa que vive hoje, rastreando cada ancestral e os momentos decisivos que moldaram sua vida para entender quem essa pessoa é atualmente.

Embora não tenha sido utilizada diretamente nas simulações, Bromm reconheceu que a inteligência artificial desempenhou um papel de apoio no esforço maior de extrair as propriedades-chave da população de Little Red Dots a partir dos dados de imagem do JWST.

Desafio cósmico

“O grande desafio agora é, essencialmente, um problema de supercomputação, que envolve entender os dados provenientes do JWST sobre as primeiras galáxias, começando no universo primordial e avançando no tempo para resolver esse conjunto acoplado de equações diferenciais”

nas palavras de Bromm.

Ele acrescentou que outro grande desafio para os astrônomos teóricos é conectar os dados do JWST sobre o “universo luminoso”, a qual é a matéria que podemos ver, com as propriedades da matéria escura “para fazer essa conexão entre o visível e o universo subjacente de matéria escura, a supercomputação é essencial.”

“Do ponto de vista filosófico, é fantástico que agora os humanos estejam em posição de compreender a totalidade de quase 14 bilhões de anos de história cósmica. Trata-se de uma extrapolação impressionante de nossas próprias vidas e, em última análise, um presente da supercomputação por tornar tudo isso possível.”

concluiu.

Artigo encontrado no site Phys.org (originalmente publicado em 16/04/2026)

Link para acesso ao original: https://phys.org/news/2026-04-webb-red-dots-reveal-giant.html