O Telescópio Espacial James Webb (JWST) forneceu a evidência mais forte até agora de um buraco negro supermassivo a fugir ativamente da sua galáxia hospedeira a uma velocidade impressionante de 3,6 milhões de km/h (2,2 milhões de milhas por hora). Esta descoberta, atualmente em fase de revisão por pares para publicação no The Astrophysical Journal Letters, confirma décadas de previsões teóricas sobre estes eventos cósmicos raros. A descoberta oferece uma visão crítica da dinâmica caótica da evolução das galáxias e das interações extremas entre buracos negros supermassivos.
A caça a um bandido cósmico
Os astrônomos identificaram pela primeira vez o candidato a buraco negro em fuga em 2023, detectando um fluxo estelar incomum em imagens de arquivo do Telescópio Espacial Hubble. Observações de acompanhamento com o Observatório Keck revelaram um buraco negro com 20 milhões de massa solar, deixando para trás um rastro de estrelas recém-formadas com 200.000 anos-luz – um rastro com o dobro do diâmetro da Via Láctea. Esta trilha é fundamental: ela mostra que o buraco negro não apenas se formou isoladamente, mas se moveu ativamente pelo espaço, arrastando gás junto com ele.
A imagem no infravermelho médio do JWST forneceu a prova definitiva: uma onda de choque distinta, ou choque em arco, formando-se na borda principal do buraco negro em fuga. Esta onda de choque é semelhante à esteira atrás de um navio em alta velocidade, com o buraco negro agindo como um navio invisível empurrando gás e poeira à sua frente.
“Tudo sobre este objeto nos dizia que era algo realmente especial, mas ver esta assinatura clara nos dados foi incrivelmente satisfatório”, disse o principal autor do estudo, Pieter van Dokkum, professor de astronomia e física na Universidade de Yale.
Como os buracos negros escapam?
Os buracos negros supermassivos (SMBHs) normalmente residem nos centros das galáxias, mantidos no lugar por imensas forças gravitacionais. Para alguém escapar, um evento extraordinário deve ocorrer. A principal teoria atual sugere que interações violentas entre pelo menos dois SMBHs – cada um com massas superiores a 10 milhões de sóis – podem produzir um “chute” forte o suficiente para ejetar um deles.
O buraco negro fugitivo observado provavelmente resultou de um encontro tão caótico. Isto significa que as galáxias podem perder o seu SMBH central, alterando a sua evolução futura de formas imprevisíveis. A violência destas interações teria sido imensa, remodelando o ambiente galáctico circundante.
Pesquisas futuras e questões em aberto
Embora este seja o primeiro SMBH em fuga confirmado, os astrônomos suspeitam que outros existam. Um candidato promissor é a “Coruja Cósmica”, um sistema enigmático a cerca de 11 mil milhões de anos-luz de distância. A Coruja Cósmica apresenta dois núcleos galácticos, cada um abrigando um SMBH ativo, juntamente com um terceiro SMBH embutido em uma nuvem de gás entre eles. A origem deste terceiro buraco negro permanece obscura. Alguns investigadores propõem que escapou de uma das galáxias hospedeiras, mas as observações do JWST do grupo de van Dokkum sugerem que pode ter-se formado in situ através do colapso direto do gás após as galáxias quase terem colidido.
A descoberta de buracos negros fugitivos aprofunda a nossa compreensão da evolução galáctica. Ao estudar esses valores discrepantes, os cientistas podem modelar melhor a dinâmica das fusões de buracos negros, das interações galácticas e do destino a longo prazo das estruturas galácticas. A capacidade do JWST de observar estes fenómenos com detalhes sem precedentes promete desvendar mais segredos sobre os processos mais energéticos do Universo.
