Os astrônomos podem ter identificado o buraco negro supermassivo mais distante e antigo já observado, residindo na galáxia GHZ2. Esta descoberta, baseada em dados do Telescópio Espacial James Webb (JWST), oferece uma visão do universo tal como existia apenas 350 milhões de anos após o Big Bang. As descobertas, atualmente disponíveis como pré-impressão no arXiv, estão passando por revisão por pares.
O desafio da formação inicial de buracos negros
A existência de um buraco negro tão massivo tão cedo na história do universo apresenta um desafio significativo para os modelos cosmológicos atuais. Os buracos negros normalmente crescem ao longo de milhares de milhões de anos, mas o GHZ2 sugere que alguns podem ter-se formado e expandido rapidamente muito mais rapidamente do que se pensava anteriormente. Os cientistas estão a debater se estes primeiros buracos negros tiveram origem como “sementes leves” – crescendo rapidamente a partir de massas mais pequenas – ou “sementes pesadas” – começando com um tamanho já substancial. A velocidade com que o buraco negro de GHZ2 atingiu a sua massa desafia as teorias existentes sobre a evolução galáctica.
Como o JWST revelou a anomalia
O espectrógrafo de infravermelho próximo e o instrumento de infravermelho médio do JWST foram cruciais para detectar GHZ2. Estes instrumentos captam a luz esticada pela expansão do Universo, permitindo efetivamente aos astrónomos observar a galáxia tal como ela era na sua infância. A principal evidência vem de intensas “linhas de emissão” dentro do espectro do GHZ2 – faixas brilhantes de luz indicando processos de alta energia.
Especificamente, a detecção de uma forte linha de emissão C IV λ1548, representando carbono triplamente ionizado, aponta fortemente para a presença de um núcleo galáctico activo (AGN), ou de um buraco negro supermassivo que se alimenta activamente. A energia necessária para retirar três elétrons dos átomos de carbono não pode ser facilmente explicada apenas pelos processos estelares.
Sinais mistos e investigação contínua
Embora as evidências sugiram um AGN, o GHZ2 não exibe todas as características típicas de buracos negros que se alimentam ativamente. Esta complexidade sugere um sistema misto: a galáxia pode ser alimentada tanto por estrelas como por um AGN, ou que a formação estelar dentro de GHZ2 é fundamentalmente diferente daquela observada no universo local.
Os investigadores estão actualmente a refinar os seus modelos para dar conta desta combinação única. Outras observações do JWST em resoluções mais altas, combinadas com dados do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, serão críticas para confirmar a atividade AGN e desvendar a verdadeira natureza do GHZ2.
A descoberta do GHZ2 não envolve apenas encontrar outro buraco negro. Isso força os cientistas a reavaliar a rapidez com que os buracos negros supermassivos podem se formar no universo primitivo e se os modelos atuais de evolução galáctica precisam de uma grande revisão.
