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Thiago Gonçalves

Astrônomos descobrem o buraco negro mais distante já observado

Impressão artística do quasar J0313-1806 com o disco de matéria ao seu redor - NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva
Impressão artística do quasar J0313-1806 com o disco de matéria ao seu redor Imagem: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva
Thiago Signorini Gonçalves

Thiago Signorini Gonçalves é doutor em astrofísica pelo Instituto de Tecnologia da Califórnia, professor do Observatório do Valongo, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), e coordenador de comunicação da Sociedade Astronômica Brasileira. Utilizando os maiores telescópios da Terra e do espaço, estuda a formação e evolução de galáxias, desde o Big Bang até os dias atuais. Apaixonado por ciência, tenta levar os encantos do Universo ao público como divulgador científico.

14/01/2021 04h00

Mais ciência, mais observações, mais um recorde quebrado. Nessa semana, uma equipe internacional de astrônomos que conta com a presença de cientistas dos Estados Unidos, Europa e China anunciou a descoberta do quasar J0313-1806, o mais distante já observado.

Quasares são buracos negros supermassivos, com um disco de matéria ao seu redor que brilha intensamente.

As medidas de J0313-1806 são impressionantes: o buraco negro tem a massa de mais de um bilhão de sóis e brilha com a intensidade de mais de 30 trilhões de estrelas. Para se ter uma ideia, o quasar sozinho é mais de mil vezes mais brilhante que toda a nossa galáxia, a Via Láctea!

Claro, quanto mais distante um objeto, mais fraco o brilho que observamos. Neste caso, a uma distância de quase 30 bilhões de anos-luz, o desafio era grande. Pode parecer surpreendente, mas como o universo se expande, a luz que viajou por cerca de 13 bilhões de anos cobriu uma distância que hoje corresponde a 30 bilhões de anos-luz, já que o espaço também se "esticou" nesse meio tempo.

O objeto foi observado primeiro em uma combinação de imagens de diversos telescópios no planeta e possuía propriedades que indicavam as qualidades de um quasar distante.

Para confirmar as suspeitas, a equipe utilizou uma nova combinação de telescópios (e até mesmo as antenas do radiotelescópio ALMA), desta vez para medir a velocidade de afastamento do quasar.

Relacionando com nosso conhecimento sobre a expansão do universo, os cientistas puderam então determinar a distância ao quasar, confirmando o novo campeão, batendo o recorde anterior por cerca de 100 milhões de anos-luz.

Desafio para os modelos teóricos

Podemos pensar que apenas os maiores e mais brilhantes quasares serão observáveis a tais distâncias, afinal, os objetos mais fracos são invisíveis mesmo aos nossos instrumentos mais sensíveis.

No entanto, a própria existência de J0313-1806 já representa um desafio para a nossa compreensão sobre a criação destes monstros cósmicos. Afinal, levando em conta o tempo que a sua luz levou para chegar até nós, estamos observando um objeto que existia quando o universo tinha apenas 670 milhões de anos.

O mistério, então, diz respeito à sua velocidade de crescimento. Como um buraco negro pode chegar a mais de um bilhão de massas solares em tão pouco tempo?

Segundo Feige Wang, líder do estudo, "buracos negros criados pelas primeiras estrelas do universo não poderiam crescer tanto em apenas algumas centenas de milhões de anos".

Dessa forma, uma teoria alternativa é necessária, algo que provavelmente gerou o buraco negro diretamente a partir do colapso de nuvens de gás no começo do universo e não a partir da morte de estrelas.

O estudo também mostrou que o crescimento do buraco negro deve estar relacionado ao próprio crescimento da sua galáxia hospedeira. Afinal, essa galáxia produz novos astros a um ritmo acelerado de 200 novas estrelas por ano.

Assim, essa nova descoberta apresenta uma excelente oportunidade para que cientistas de todo o mundo possam estudar o processo de crescimento combinado dos primeiros buracos negros e das primeiras galáxias do universo. Mãos à obra!