Astrónomos da Universidade de Maynooth explicaram como buracos negros supermassivos se formaram rapidamente após o Big Bang através de simulações de galáxias primordiais caóticas. Essas condições permitiram que buracos negros pequenos crescessem rapidamente devorando gás a taxas extraordinárias. As descobertas alinham-se com observações do James Webb Space Telescope.
Um dos mistérios duradouros da astronomia — como os buracos negros supermassivos atingiram tamanhos imensos tão cedo após o nascimento do universo — pode ter uma solução, de acordo com um estudo de pesquisadores da Universidade de Maynooth, na Irlanda. Publicado na Nature Astronomy, a pesquisa usa simulações avançadas para mostrar que os ambientes turbulentos e ricos em gás das galáxias primordiais desencadearam um crescimento explosivo nos buracos negros iniciais. A equipa, liderada pelo candidato a doutoramento Daxal Mehta no Departamento de Física, focou-se em buracos negros formados apenas centenas de milhões de anos após o Big Bang. «Encontrámos que as condições caóticas que existiam no universo primordial desencadearam buracos negros iniciais e menores para crescerem até aos buracos negros supermassivos que vemos mais tarde após uma frenezi alimentar que devorou material à sua volta», explicou Mehta. Estas simulações revelam que os chamados buracos negros sementes leves, começando com 10 a algumas centenas de vezes a massa do Sol, expandiram-se para dezenas de milhares de massas solares. Isso ocorreu via acreção super-Eddington, onde buracos negros ingeriram matéria mais rápido do que os limites típicos de radiação permitiriam, desafiando suposições anteriores de que apenas sementes pesadas maiores — até 100.000 massas solares desde o início — poderiam alcançar tais escalas. «Estes buracos negros minúsculos eram anteriormente considerados demasiado pequenos para crescerem até aos buracos negros behemoth observados no centro de galáxias primordiais», notou Mehta. «O que mostramos aqui é que estes buracos negros iniciais, embora pequenos, são capazes de crescer de forma espectacularmente rápida, dadas as condições certas.» O trabalho aborda enigmas do James Webb Space Telescope, que detetou buracos negros massivos mais cedo do que o esperado. «Esta descoberta desbloqueia um dos grandes enigmas da astronomia», disse o Dr. Lewis Prole, membro da equipa. O líder Dr. John Regan acrescentou: «Sementes pesadas são um pouco mais exóticas... As nossas simulações mostram que buracos negros de massa estelar 'de jardim' podem crescer a taxas extremas no universo primordial.» O cosmos primordial parece mais dinâmico do que se pensava, com uma população maior de tais buracos negros. Isso pode moldar expectativas para a missão Laser Interferometer Space Antenna em 2035, potencialmente detetando fusões destes crescimentes iniciais através de ondas gravitacionais.