Telescópio Chandra registra buracos negros no início do Universo

Utilizando imagens captadas pelo telescópio espacial Chandra, no espectro dos raios-x, cientistas da Nasa encontraram evidência direta de que os buracos negros supermaciços já eram comuns no início do universo. Segundo os pesquisadores, esta descoberta mostra que os buracos negros muito jovens cresceram de forma mais agressiva do que se pensava, em paralelo ao crescimento de suas galáxias.

A descoberta foi feita após seis semanas de coleta de dados de uma única região do céu, chamada agora de CDFS (Chandra Deep Field South ou Campo Profundo Sul). Posteriormente, as cenas foram combinadas com imagens ópticas e infravermelhas captadas pelo telescópio espacial Hubble, o que permitiu aos cientistas procurarem por buracos negros em mais de 200 galáxias existentes quando o Universo tinha entre 800 e 950 milhões de anos.

De acordo com Ezequiel Treister, ligado à Universidade do Havaí e principal autor do estudo, a existência desses objetos nas galáxias primordiais era desconhecida, mas as novas descobertas mostraram uma nova realidade. "Agora sabemos que eles estão lá e estão crescendo a todo o vapor", disse Treister.

Ao que tudo indica, o crescimento em grande escala significa que os buracos negros na região do CDFS são versões menos extremas e poderosas dos quasares. No entanto, as fontes emissoras no CDFS são cerca de uma centena de vezes mais fracas, além de que os buracos negros são cerca de mil vezes menos maciços que os quasares.

Quasar é um objeto astronômico distante, altamente luminosos e poderosamente energético, dotado de um núcleo galáctico ativo. Seu tamanho é maior que o de uma estrela, porém menor do que o mínimo para ser considerado uma galáxia.

População Crescente
O estudo demonstrou que entre 30% e 100% das galáxias distantes contêm buracos negros supermassivos em crescimento. Se extrapolarmos para todo o céu os resultados obtidos a partir do pequeno campo observado pelo Chandra, havia pelo menos 30 milhões de buracos negros supermaciço no início do universo. Esse número é 10 mil vezes maior que a quantidade de quasares estimados no universo primordial.

"Parece que encontramos toda uma população nova de buracos negros bebês", disse o coautor do estudo Kevin Schawinski, da Universidade de Yale. "Acreditamos que esses bebês recém-descobertos vão crescer por um fator de cem ou mil e se tornarão como os buracos negros gigantes que vemos hoje em dia, quase 13 bilhões de anos depois".

A população de jovens buracos negros existentes no início do Universo já havia sido prevista matematicamente, mas nunca observada. Os cálculos atuais mostram que o fator de crescimento dos objetos descobertos pela equipe de pesquisadores é cerca de uma centena de vezes maior que estimativas anteriores.

Estatística
O telescópio espacial Chandra é capaz de detectar objetos extremamente fracos a grandes distâncias, mas os buracos negros observados são tão esmaecidos que os poucos fótons que conseguem escapar não poderiam ser individualmente registrados. Para contornar essa limitação a equipe de cientistas usou uma técnica baseada na capacidade que o telescópio tem em determinar com precisão a direção de pequenas emissões de raios-x, que somadas permitem localizar estatisticamente a posição da fonte emissora.

Fotos: No topo, imagem composta por dados captados pelo telescópio espacial Chandra, no espectro de raios-x e imagens ópticas e infravermelhas registradas pelo telescópio espacial Hubble. Acima, concepção artística mostra o esquema de um buraco negro supermaciço em crescimento. Créditos: NASA/CXC/U.Hawaii/E.Treist/Apolo11.com.