Utilizando o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, astrónomos encontraram evidências de uma fusão contínua de duas galáxias e dos seus buracos negros centrais — um sistema galáctico denominado ZS7 — quando o Universo tinha apenas 740 milhões de anos.
Esta imagem mostra a localização do sistema galáctico ZS7. Crédito da imagem: NASA/ESA/CSA/Webb/J. Dunlop/D. Magee/PG Pérez-González/H. Übler/R. Maiolino.
Buracos negros massivos que acumulam matéria ativamente têm características espectrográficas distintas que permitem aos astrônomos identificá-los.
Para galáxias muito distantes, como as deste estudo, estas assinaturas são inacessíveis a partir da Terra e só podem ser vistas com o Webb.
“Encontramos evidências de gás muito denso com movimentos rápidos nas proximidades do buraco negro, bem como gás quente e altamente ionizado iluminado pela radiação energética normalmente produzida por buracos negros nos seus episódios de acreção”, disse a Dra. astrônomo da Universidade de Cambridge.
“Graças à nitidez sem precedentes das suas capacidades de imagem, Webb também permitiu à nossa equipa separar espacialmente os dois buracos negros.”
Os astrônomos descobriram que um dos dois buracos negros tem uma massa 50 milhões de vezes a massa do Sol.
“A massa do outro buraco negro é provavelmente semelhante, embora seja muito mais difícil de medir porque este segundo buraco negro está enterrado em gás denso”, disse o Dr. Roberto Maiolino, astrónomo da Universidade de Cambridge e da University College London.
“As nossas descobertas sugerem que a fusão é uma via importante através da qual os buracos negros podem crescer rapidamente, mesmo na alvorada cósmica”, disse o Dr.
“Juntamente com outras descobertas do Webb sobre buracos negros massivos e ativos no Universo distante, os nossos resultados também mostram que os buracos negros massivos têm moldado a evolução das galáxias desde o início.”
“A massa estelar do sistema que estudamos é semelhante à da nossa vizinha, a Grande Nuvem de Magalhães”, disse o Dr. Pablo G. Pérez-González, astrónomo do Centro de Astrobiologia.
“Podemos tentar imaginar como a evolução das galáxias em fusão poderia ser afetada se cada galáxia tivesse um buraco negro supermassivo tão grande ou maior do que o que temos na Via Láctea.”
Os pesquisadores também observam que, uma vez que os dois buracos negros se fundam, eles também gerarão ondas gravitacionais.
Eventos como este serão detectáveis com a próxima geração de observatórios de ondas gravitacionais, como a próxima missão Laser Interferometer Space Antenna (LISA) da ESA.
“Os resultados de Webb dizem-nos que os sistemas mais leves detectáveis pelo LISA devem ser muito mais frequentes do que se supunha anteriormente”, disse a cientista principal do projecto LISA, Dra. Nora Luetzgendorf, astrónoma da ESA.
“Isso provavelmente nos fará ajustar nossos modelos para taxas LISA nesta faixa de massa. Esta é apenas a ponta do iceberg.”
A descoberta é relatada em um papel no Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
_____
Hannah Ubler e outros. 2024. GA-NIFS: JWST descobre um deslocamento AGN 740 milhões de anos após o Big Bang. MNRAS 531 (1): 355-365; doi: 10.1093/mnras/stae943
