Novo buraco negro que cresce rápido demais desafia todo o conhecimento dos cientistas

Cientistas descobriram um buraco negro supermassivo crescendo rapidamente enquanto emite raios X e ondas de rádio em alta intensidade. Essa combinação de características é inédita e contradiz todos os modelos conhecidos até agora de crescimento de buracos negros. Com isso, astrônomos agora buscam uma nova explicação. A descoberta foi publicada na revista científica The Astrophysical Journal.

Buracos negros supermassivos, com massas que variam de milhões a bilhões de vezes a do Sol, estão localizados nos centros da maioria das galáxias. Eles crescem atraindo o gás ao seu redor. À medida que o gás vai indo para dentro, ele alimenta uma região compacta de plasma quente conhecida como corona, que emite raios X. Alguns buracos negros supermassivos também formam um jato de material ejetado que emite fortemente em comprimentos de onda de rádio.

Mas se o gás cai em direção a um buraco negro supermassivo muito rapidamente, a radiação emitida por ele começa a repelir o material que flui atrás, fazendo com que o fluxo diminua. Isso estabelece um “Limite de Eddington” autorregulador, um limite de velocidade para a rapidez com que o gás pode fluir. Como a maioria dos limites de velocidade, o Limite de Eddington é ultrapassado ocasionalmente, permitindo um rápido acúmulo de massa em escalas de tempo cósmicas curtas.

Para testar se um crescimento tão extremo ocorre no Universo primordial, uma equipe liderada por cientistas da Universidade de Waseda e da Universidade de Tohoku, no Japão, usou o Telescópio Subaru para medir o movimento do gás ao redor de um buraco negro supermassivo que existia quando o Universo tinha menos de 1,5 bilhão de anos e descobriu que ele está acumulando gás a uma taxa 13 vezes superior ao Limite de Eddington. Mais surpreendente ainda, o objeto também emite raios X e ondas de rádio brilhantes.

Nos modelos atuais, a acreção acima do Limite de Eddington deveria alterar o fluxo de gás e suprimir a produção de raios X e ondas de rádio. Essa combinação inesperada sugere mecanismos físicos ainda não totalmente compreendidos pelos modelos atuais de acreção extrema.

A equipe acredita que o objeto esteja em um estágio de transição de curta duração. Uma súbita explosão de gás influxo pode ter impulsionado o sistema para um estado super-Eddington, enquanto uma brilhante coroa de raios X e um forte jato emissor de ondas de rádio permaneceram energizados simultaneamente por um período limitado, antes que o sistema se estabilizasse em um regime mais típico.

Essa descoberta oferece um vislumbre raro do crescimento variável de buracos negros no tempo no início do Universo – um passo importante para a compreensão do rápido crescimento de buracos negros massivos.