A existência de buracos negros supermassivos quando o universo ainda era muito jovem sempre soou como um desafio à lógica cósmica. Observações recentes, especialmente com o Telescópio Espacial James Webb, mostram esses gigantes gravitacionais já ativos apenas algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang. O problema é que, segundo os modelos clássicos, não haveria tempo suficiente para que crescessem tanto.
Agora, um estudo internacional liderado pela Universidade de Maynooth, na Irlanda, apresenta uma explicação robusta para esse crescimento acelerado. Publicada na revista Nature Astronomy, a pesquisa indica que o ambiente extremamente caótico do universo primitivo criou as condições ideais para que buracos negros inicialmente pequenos multiplicassem sua massa em intervalos surpreendentemente curtos.
Um enigma que desafia décadas de teoria
Buracos negros supermassivos, com milhões ou bilhões de vezes a massa do Sol, habitam o centro da maioria das grandes galáxias. A questão central sempre foi entender como eles surgiram tão cedo na história cósmica. Durante muito tempo, a principal hipótese defendia a existência de “sementes pesadas”: buracos negros que já nasceriam enormes, com até cem mil massas solares.
Esse cenário, no entanto, exige condições físicas raras e pouco observadas. A nova pesquisa sugere um caminho bem menos exótico e, ao mesmo tempo, mais plausível dentro do contexto do universo jovem.
Simulações que recriam o caos primordial
O estudo foi liderado por Daxal Mehta, doutorando em Física na Universidade de Maynooth, e utilizou simulações computacionais de alta resolução para reproduzir as primeiras galáxias formadas após o Big Bang. Nessas regiões iniciais, a densidade de gás era extrema, e as interações gravitacionais tornavam o ambiente altamente instável.
Foi nesse cenário que os pesquisadores observaram episódios curtos, porém intensos, de crescimento acelerado dos buracos negros. Esses objetos passaram por fases conhecidas como “superacréscimo de Eddington”, nas quais engoliram matéria em uma taxa superior ao limite teórico tradicional.
Quando a teoria de Eddington é ultrapassada
O chamado limite de Eddington define a velocidade máxima com que um buraco negro pode absorver matéria antes que a radiação emitida empurre o material para longe. Em teoria, ultrapassar esse limite tornaria o crescimento instável.
As simulações mostraram, porém, que no universo primitivo isso nem sempre acontecia. A abundância de gás e a turbulência extrema permitiam que o buraco negro continuasse se alimentando, mesmo durante esses episódios supercríticos. Como resultado, objetos com apenas dezenas ou centenas de massas solares conseguiam crescer rapidamente, alcançando milhares ou até dezenas de milhares de massas solares em pouco tempo.
Sementes leves também podem virar gigantes
Um dos pontos mais relevantes do estudo é mostrar que buracos negros de “semente leve”, formados a partir do colapso de estrelas comuns, são suficientes para explicar os gigantes observados no início do cosmos. Segundo John Regan, físico da Universidade de Michigan e líder do grupo de pesquisa, isso reduz a necessidade de recorrer a cenários raros.
Em vez de depender de sementes pesadas, o crescimento extremo pode ser explicado pela combinação entre ambiente denso, grande oferta de gás e episódios breves de superacréscimo. Isso torna o processo mais natural dentro da evolução das primeiras galáxias.
Evidências alinhadas com o James Webb
A proposta ajuda a interpretar observações recentes do Telescópio Espacial James Webb, que identificou buracos negros supermassivos ativos em épocas muito precoces do universo. Para Lewis Prole, pesquisador da Universidade de Michigan, o estudo oferece uma resposta clara a esse quebra-cabeça: os buracos negros cresceram rápido porque o universo jovem permitia isso.
Olhando para o futuro das observações
As implicações do trabalho vão além da cosmologia teórica. Os resultados devem influenciar diretamente a forma como futuras missões serão planejadas e interpretadas. Um exemplo é a missão LISA, da Agência Espacial Europeia em parceria com a NASA, prevista para ser lançada em 2035.
Segundo os autores, observações de ondas gravitacionais poderão revelar fusões entre esses buracos negros em crescimento acelerado, oferecendo evidências diretas do processo descrito pelas simulações.
Um universo mais turbulento do que se pensava
No fim das contas, o estudo reforça a ideia de que o universo primitivo era um lugar muito mais caótico e imprevisível do que os modelos simplificados sugeriam. Nesse ambiente extremo, buracos negros comuns puderam se transformar rapidamente em verdadeiros monstros gravitacionais.
Ao preencher uma lacuna crucial na compreensão da evolução cósmica, a pesquisa não apenas explica a origem dos buracos negros supermassivos, mas também revela um universo jovem mais dinâmico, violento e fértil do que se imaginava.
[ Fonte: Infobae ]
