Dentro de quase todas as galáxias existe um buraco negro supermassivo. A besta no coração da nossa galáxia contém a massa de milhões de sóis, enquanto alguns dos maiores buracos negros supermassivos podem ter mais de um bilhão de massas solares. Durante anos, pensou-se que estes buracos negros cresceram em massa ao longo do tempo, só atingindo o tamanho atual após mil milhões de anos ou mais. Mas as observações do telescópio Webb mostram que mesmo as galáxias mais jovens contêm buracos negros massivos. Então, como poderiam os buracos negros supermassivos crescer tão rapidamente? A chave para a resposta pode ser os poderosos jatos que os buracos negros podem produzir.
Embora pareça contraintuitivo, é difícil para um buraco negro consumir matéria e crescer. A atração gravitacional de um buraco negro é imensamente forte, mas é muito mais provável que a matéria circundante fique presa em órbita ao redor do poço gravitacional do que caia diretamente nele. Para entrar em um buraco negro, o material precisa desacelerar o suficiente para cair para dentro. Quando um buraco negro tem um jato de material afastando-se da sua região polar, este plasma de alta velocidade pode puxar o movimento rotacional do material circundante, permitindo assim que ele caia no buraco negro. Por esta razão, os buracos negros com jatos poderosos também sofrem o crescimento mais poderoso.
Podemos ver muitos buracos negros de rápido crescimento no Universo distante como quasares ou núcleos galácticos ativos. Sabemos, então, que na idade média do cosmos, muitos buracos negros supermassivos estavam a ganhar massa rapidamente. Uma ideia é que os buracos negros supermassivos mais jovens também tinham jatos ativos, o que lhes permitiria ganhar um milhão de massas solares ou mais rapidamente. Mas provar isso é difícil.
O problema é que é extremamente difícil observar jatos do período mais antigo do cosmos. A luz daquele tempo distante está tão desviada para o vermelho que seu farol, antes brilhante, tornou-se uma fraca luz de rádio. Antes deste estudo recente, o jato mais distante que observamos tinha uma desvio para o vermelho de z = 6,1o que significa que viajou durante quase 12,8 mil milhões de anos para chegar até nós. Neste novo estudo, a equipe descobriu um blazar com desvio para o vermelho de z = 7,0, o que significa que vem de uma época em que o Universo tinha apenas 750 milhões de anos.
Um blazar ocorre quando o jato de um buraco negro supermassivo está alinhado para apontar diretamente para nós. Como estamos olhando diretamente para o feixe, vemos o jato em sua forma mais poderosa. Os blazares normalmente permitem-nos calcular a verdadeira intensidade de um jato, mas neste caso, o desvio para o vermelho é tão forte que as nossas conclusões devem ser um pouco mais subtis.
Uma possibilidade é que o jato deste buraco negro supermassivo em particular esteja realmente apontado diretamente em nossa direção. Com base nisto, o buraco negro está a crescer tão rapidamente que ganharia facilmente mais de um milhão de massas solares nos primeiros mil milhões de anos. Mas seria extremamente raro que um jato de buraco negro apontasse diretamente para nós àquela distância. Então, estatisticamente, isso significaria que há muito mais buracos negros primitivos que são igualmente ativos e crescem com a mesma rapidez. Eles simplesmente não estão alinhados para que possamos observar.
Outra possibilidade é que o blazar não esteja totalmente alinhado na nossa direção, mas a expansão cósmica do espaço e do tempo concentrou a sua energia em nossa direção ao longo de 12,9 mil milhões de anos. Em outras palavras, o blazar pode parecer mais energético do que realmente é, graças à cosmologia relativista. Mas se for esse o caso, então o jato deste buraco negro é menos energético, mas ainda assim poderoso. E estatisticamente, isso significaria que a maioria dos primeiros buracos negros são igualmente poderosos.
Portanto, este último trabalho diz-nos que ou houve uma fração dos primeiros buracos negros que se transformaram em feras incrivelmente rápido, ou que a maioria dos buracos negros cresceu rapidamente, começando numa época ainda mais antiga do que podemos observar. Em ambos os casos, é claro que os primeiros buracos negros criaram jactos, e estes jactos permitiram que os primeiros buracos negros supermassivos aparecessem no início do tempo cósmico.
Referência: Bañados, Eduardo, et al. “Um blazar na época da reionização.” Astronomia da Natureza (2024): 1-9.
