Quando o telescópio espacial James Webb começou a observar o universo em 2022, encontrou algo que rapidamente chamou a atenção dos astrônomos: pequenos pontos extremamente vermelhos, compactos e numerosos em regiões muito antigas do cosmos. Eles pareciam discretos nas imagens, mas seus espectros escondiam sinais surpreendentes. Agora, uma série de observações está ajudando os cientistas a entender por que esses objetos podem ser tão importantes para explicar a origem dos primeiros gigantes cósmicos.
O enigma começou quando o universo ainda era muito jovem
Os astrônomos passaram a chamar esses objetos de Little Red Dots, ou pequenos pontos vermelhos. O nome descreve perfeitamente sua aparência nas imagens do Webb, mas não explica sua verdadeira natureza.
Eles começaram a aparecer em grande quantidade quando o universo tinha apenas algumas centenas de milhões de anos. E justamente aí surge o problema: alguns objetos extremamente antigos já parecem estar associados a buracos negros supermassivos, com massas de milhões ou até bilhões de vezes superiores à do Sol.
Os quasares, por exemplo, são alimentados por buracos negros que consomem enormes quantidades de matéria e podem liberar energia suficiente para superar o brilho de uma galáxia inteira. Só que alguns deles já existiam quando o universo tinha aproximadamente 600 ou 700 milhões de anos.
Isso parece pouco tempo para construir um monstro desse tamanho.
As primeiras estrelas provavelmente surgiram algumas centenas de milhões de anos depois do Big Bang. Quando estrelas muito massivas morreram, seus colapsos poderiam ter produzido buracos negros com algumas dezenas de massas solares. O problema é transformar essas pequenas sementes em objetos milhões de vezes mais pesados em um período tão curto.
A própria alimentação convencional impõe limites. Conforme o buraco negro absorve matéria e libera energia, a radiação produzida pode empurrar o gás para longe, dificultando um crescimento cada vez mais rápido.
Por isso, os cientistas precisavam de uma peça que ainda não estava clara.
Os pequenos pontos vermelhos escondem sinais muito maiores
As observações do James Webb começaram a fornecer essa peça. Estudos de diferentes campanhas indicam que os Little Red Dots se tornaram numerosos aproximadamente 600 milhões de anos após o Big Bang e desapareceram rapidamente por volta de 1,5 bilhão de anos.
Um dos sinais mais interessantes aparece no movimento do gás. Cerca de 70% dos objetos analisados apresentam gás se deslocando a velocidades próximas de 1.000 quilômetros por segundo, comportamento compatível com material orbitando uma fonte extremamente compacta e energética.
Mas havia algo estranho.
Esses objetos não apresentavam várias características normalmente associadas aos quasares. Eles eram fracos em raios X e rádio, tinham uma coloração muito vermelha e muitos mostravam uma chamada descontinuidade de Balmer, característica mais frequentemente relacionada a atmosferas estelares.
Isso abriu espaço para duas explicações. Talvez fossem pequenas galáxias extremamente compactas, cheias de estrelas jovens. Ou poderiam ser núcleos ativos escondidos atrás de enormes quantidades de gás.
A segunda hipótese ganhou força porque uma camada suficientemente espessa de gás poderia absorver parte dos raios X produzidos pelo buraco negro. A energia seria então redistribuída enquanto atravessasse essa estrutura, fazendo o objeto parecer muito mais parecido com uma estrela gigante do que com um quasar tradicional.
E é aqui que surge uma ideia bastante incomum.
Uma espécie de “estrela” pode ser a fase perdida dos primeiros gigantes
O modelo conhecido como “estrela de buraco negro” imagina um buraco negro no centro de uma enorme envoltória de gás quente, turbulenta e praticamente sem poeira.
Nesse cenário, o gás ao redor não seria apenas um obstáculo. Ele poderia ser justamente o mecanismo que permite ao buraco negro crescer de maneira extraordinariamente rápida.
Parte da radiação ficaria presa dentro da estrutura, enquanto o objeto continuaria recebendo matéria. Isso abriria a possibilidade de episódios de acréscimo super-Eddington, nos quais o buraco negro consegue consumir matéria acima do limite normalmente associado ao crescimento convencional.
Uma das evidências mais detalhadas veio de GLIMPSE-17775. Graças ao efeito de uma lente gravitacional, o James Webb conseguiu obter um espectro equivalente a aproximadamente 80 horas de observação. Os pesquisadores identificaram mais de 40 linhas espectrais, incluindo 16 linhas de ferro, além de sinais de hélio e efeitos provocados pela dispersão de elétrons.
O conjunto é compatível com a presença de um envoltório de gás quente e estratificado — exatamente o tipo de estrutura previsto pelo modelo.
Outro caso impressionante é Abell2744-QSO1, que abriga um buraco negro estimado em cerca de 50 milhões de massas solares quando o universo tinha apenas 700 milhões de anos. As medições indicam que o buraco negro representa pelo menos dois terços da massa total do sistema, uma proporção muito diferente da observada nas galáxias atuais.
Ainda não é possível afirmar que todos os pequenos pontos vermelhos sejam iguais. Mas, se uma parcela significativa deles realmente corresponder a buracos negros escondidos em enormes envoltórios de gás, o James Webb pode ter encontrado uma fase até então pouco compreendida da evolução cósmica.
Uma fase curta, extremamente intensa e voraz que poderia ter permitido que os primeiros buracos negros supermassivos crescessem rápido o suficiente para se transformar nos gigantescos quasares observados apenas algumas centenas de milhões de anos depois.
