Uma equipa internacional de astrónomos encontrou evidências de que a matéria à volta de buracos negros supermassivos evoluiu ao longo de milhares de milhões de anos, desafiando suposições de longa data. Observações de quasares mostram uma relação em mutação entre emissões ultravioleta e de raios X desde o universo primordial até ao presente. A descoberta, liderada por investigadores do Observatório Nacional de Atenas, sugere que os ambientes dos buracos negros não são estáticos ao longo da história cósmica.
Os quasares, entre os objetos mais brilhantes do universo, são alimentados por buracos negros supermassivos que acumulam matéria circundante. Este processo cria um disco quente e rotativo que emite luz ultravioleta intensa. Os cientistas acreditavam há muito que esta radiação ultravioleta interage com uma região próxima chamada corona, produzindo raios X poderosos. Durante quase 50 anos, a ligação entre estas emissões foi vista como uma constante universal, fornecendo informações sobre as condições perto dos buracos negros.
No entanto, uma nova investigação publicada em Monthly Notices of the Royal Astronomical Society indica que esta relação mudou. Ao analisar dados do telescópio de raios X eROSITA e do observatório XMM-Newton da Agência Espacial Europeia, a equipa examinou uma grande amostra de quasares. Descobriram que há cerca de 6,5 mil milhões de anos, quando o universo tinha cerca de metade da sua idade atual, a ligação ultravioleta-raios X era marcadamente diferente do que se observa em quasares próximos hoje.
«Confirmar uma relação não universal entre raios X e ultravioleta com o tempo cósmico é bastante surpreendente e desafia a nossa compreensão de como os buracos negros supermassivos crescem e emitem radiação», disse o Dr. Antonis Georgakakis, um dos autores do estudo. Os achados persistiram através de múltiplos métodos analíticos, apontando para uma possível evolução nas estruturas do disco de acreção e da corona.
Liderado pela investigadora pós-doutoral Maria Chira, o estudo aproveitou a ampla cobertura do céu do eROSITA e um quadro estatístico bayesiano para detetar tendências subtis em dados escassos. «O avanço chave aqui é metodológico», observou Chira. «O levantamento eROSITA é vasto mas relativamente raso — muitos quasares são detetados com apenas alguns fotões de raios X. Ao combinar estes dados num quadro estatístico bayesiano robusto, pudemos descobrir tendências subtis que de outro modo permaneceriam ocultas.»
Estes resultados têm implicações para a cosmologia. Os quasares são frequentemente usados como velas padrão para mapear a expansão do universo e sondar matéria escura e energia escura. Se as suas propriedades de emissão variam ao longo do tempo, os astrónomos devem refinar estes métodos. Futuros varreduras eROSITA e inquéritos multi-longitude de onda podem esclarecer se as mudanças refletem evolução física ou vieses observacionais, oferecendo uma compreensão mais profunda do comportamento dos buracos negros ao longo de épocas cósmicas.