Investigadores lançam luz sobre origens dos buracos negros

Astrofísicos encontraram evidências da formação direta de buracos negros que não precisam de emergir de uma estrela remanescente – uma descoberta que pode fornecer aos cientistas uma explicação para a presença de buracos negros extremamente massivos nos estágios iniciais do nosso Universo.

Os professores de Física e Astronomia Shatanu Basu e Arpan Das, da Universidade Western, Canadá, desenvolveram uma explicação para a distribuição observada de massas e luminosidades de buracos negros supermassivos, para as quais não havia anteriormente explicação científica.

O estudo foi publicado na passada sexta-feira na revista The Astrophysical Journal Letters.

A descoberta é baseada na simples suposição de que os buracos negros supermassivos se formam rapidamente em curtos períodos de tempo e então – de repente – param. Esta explicação contrasta com o entendimento atual de que os buracos negros de massa estelar emergem quando o núcleo de uma estrela massiva colapsa sobre si próprio.

“Esta é uma evidência observacional indireta de que os buracos negros originam de colapsos diretos e não de remanescentes estelares,” disse Basu, especialista reconhecido internacionalmente dos estágios iniciais de formação estelar e de evolução de discos protoplanetários.

Basu e Das desenvolveram o novo modelo matemático calculando a função de massa dos buracos negros supermassivos que se formam ao longo de um período de tempo limitado e sofrem um rápido crescimento exponencial de massa. O crescimento em massa pode ser regulado pelo limite de Eddington que é definido por um balanço de forças de radiação e gravitação ou pode até excedê-lo por um fator modesto.

“Os buracos negros supermassivos tiveram apenas um curto período de tempo para crescer depressa e, em algum momento, devido a toda a radiação no Universo criada por outros buracos negros e estrelas, a sua produção foi interrompida,” explicou Basu. “Este é o cenário de colapso direto.”

Durante a última década, vários buracos negros supermassivos, mil milhões de vezes mais massivos do que o Sol, foram descobertos em grandes desvios para o vermelho, o que significa que já existiam no Universo apenas 800 milhões de anos após o Big Bang. A presença destes buracos negros jovens e massivos põe em causa a nossa compreensão da formação e do crescimento dos buracos negros.

O cenário de colapso direto permite que as massas iniciais sejam muito maiores do que o implícito no cenário padrão de remanescente estelar, e pode ter um grande papel na explicação das observações. Este novo resultado fornece evidências de que os buracos negros, por meio de colapso direto, foram produzidos no Universo inicial.

Basu é da opinião que estes novos resultados podem ser usados para inferir a história da formação dos buracos negros extremamente massivos que existem nos primeiros tempos do nosso Universo e que é preciso mais trabalho para comprovar a sua validade.

// Universidade Western (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)
// Artigo científico (arXiv.org)

Saiba mais:

Notícias relacionadas:
Universe Today
PHYSORG
engadget

Buraco negro supermassivo:
Wikipedia