Astrônomos propuseram que um buraco negro incomumente grande em uma galáxia de 13 bilhões de anos atrás poderia ser um remanescente primordial do alvorecer do universo. Avistado pelo James Webb Space Telescope, o buraco negro tem 50 milhões de vezes a massa do sol, mas carece de estrelas ao redor, desafiando teorias tradicionais de formação. Simulações detalhadas indicam que pode ter se originado de flutuações de densidade após o Big Bang.
Em agosto, pesquisadores liderados por Boyuan Liu da University of Cambridge detectaram a galáxia Abell 2744-QSO1 usando o James Webb Space Telescope (JWST). Essa galáxia distante, com 13 bilhões de anos, abriga um buraco negro de aproximadamente 50 milhões de vezes a massa do sol, mas parece quase totalmente desprovida de estrelas.
Liu observou a anomalia: “É um enigma, porque a teoria tradicional diz que você forma estrelas primeiro, ou junto com buracos negros.” Convencionalmente, buracos negros se formam pelo colapso de estrelas massivas que esgotaram seu combustível.
Para explicar isso, a equipe de Liu explorou o conceito de buracos negros primordiais, primeiramente teorizado por Stephen Hawking e Bernard Carr em 1974. Esses objetos hipotéticos teriam se formado diretamente de flutuações na densidade do universo logo após o Big Bang, sem envolver estrelas.
Simulações simples iniciais sugeriram essa possibilidade, mas a equipe realizou modelos mais avançados considerando dinâmica de gás, formação estelar e interações ao redor de um pequeno buraco negro primordial inicial. Ao longo dos primeiros centenas de milhões de anos do universo, essas simulações previram crescimento compatível com a massa observada do buraco negro em QSO1, bem como a presença de elementos mais pesados.
Liu descreveu os achados: “Não é decisivo, mas é uma possibilidade interessante e importante.” Roberto Maiolino, também da University of Cambridge e parte da equipe de descoberta, acrescentou: “O fato de conseguirem combinar as propriedades de QSO1, tanto em termos de massa do buraco negro, massa estelar e enriquecimento químico, é muito interessante e encorajador.”
Desafios permanecem. Simulações padrão produzem buracos negros primordiais de até cerca de 1 milhão de massas solares, muito menores que o de QSO1. No entanto, aglomeração poderia permitir fusões rápidas para alcançar maior tamanho. Além disso, a formação pode requerer um evento de alta energia próximo como uma supernova, mas nenhuma é evidente perto de QSO1.
O trabalho, detalhado em arXiv DOI: 10.48550/arXiv.2512.14066, destaca como observações do JWST estão impulsionando teorias de buracos negros do universo inicial.