‘Pequenos Pontos Vermelhos’ no Universo Primitivo Podem Ser Buracos Negros a Ultrapassar os Seus Limites

Impressão artística de um “pequeno ponto vermelho” brilhante rodeado de pó. (Xuanyu Han/Getty Images)

O Telescópio Espacial James Webb forneceu uma visão sem precedentes dos primeiros estágios da formação de galáxias. A par destas descobertas, revelou também alguns fenómenos inesperados — entre eles, o aparecimento de pequenos objetos altamente desviados para o vermelho, conhecidos como “pequenos pontos vermelhos” (LRDs).

Embora a sua natureza exata permaneça incerta, um novo estudo oferece uma explicação convincente. Uma observação importante é que os seus espectros são significativamente ampliados pelos efeitos Doppler de movimento, indicando que o gás está a orbitar a velocidades surpreendentes — mais de 1.000 quilómetros por segundo — em torno de uma região central. Isto sugere a presença de um buraco negro supermassivo, uma característica definidora dos núcleos galácticos ativos (AGN).

No entanto, o modelo AGN apresenta alguns desafios. Ao contrário dos AGN típicos, os LRD exibem um espectro infravermelho anormalmente plano e emitem muito pouco nas bandas de raios X e rádio. Para investigar mais a fundo, os investigadores analisaram espectros de alta resolução de 12 LRDs observados pelo JWST e compararam os dados com modelos de buracos negros supermassivos.

Os modelos assumiram um disco de acreção de rotação rápida rodeado por uma nuvem galáctica densa e ionizada. Este absorveria a maior parte das emissões de raios X e rádio, explicando a sua ausência nos dados.

Imagens de pequenos pontos vermelhos vistos em vários levantamentos do céu profundo do JWST. (NASA/ESA/CSA/STScI/Dale Kocevski (Colby College))

Os buracos negros nas LRDs podem estar a crescer à taxa máxima possível

Se esta cobertura bloqueia eficazmente os raios X e as ondas de rádio, o buraco negro deve estar a gerar energia a uma taxa extraordinária para manter o brilho dos LRDs nos comprimentos de onda vermelho e infravermelho. As observações sugerem que estes buracos negros estão a acumular massa quase no Limite de Eddington — o máximo teórico em que um buraco negro pode acumular matéria. Para além deste limite, a radiação intensa sobrepujaria as forças gravitacionais, impedindo uma maior acreção.

Isto retrata os LRDs como buracos negros supermassivos recém-formados nos estágios iniciais de rápido crescimento. As suas massas estimadas, variando entre 10.000 e 1.000.000 de massas solares, são significativamente inferiores às dos buracos negros supermassivos completamente desenvolvidos, o que reforça ainda mais esta ideia.

Além disso, este modelo ajuda a explicar porque é que os LRD não são observados em desvios para o vermelho mais baixos. À medida que acumulam matéria no Limite de Eddington, acabam por eliminar as nuvens ionizadas que os rodeiam. Quando isso acontece, começam a assemelhar-se aos núcleos galácticos ativos mais conhecidos, observados em todo o cosmos.

Leia o Artigo Original: Science Alert

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