{"id":6819,"date":"2024-03-12T07:22:00","date_gmt":"2024-03-12T06:22:00","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=6819"},"modified":"2024-03-12T07:22:00","modified_gmt":"2024-03-12T06:22:00","slug":"quasares-bebes-buracos-negros-supermassivos-em-crescimento","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2024\/03\/12\/quasares-bebes-buracos-negros-supermassivos-em-crescimento\/","title":{"rendered":"Quasares beb\u00e9s: buracos negros supermassivos em crescimento"},"content":{"rendered":"
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\"\"<\/a>
Quasar gigante e pequenos pontos vermelhos. Imagem EIGER, obtida pelo JWST, do luminoso quasar J1148+5251, um buraco negro supermassivo extremamente raro e ativo com 10 mil milh\u00f5es de massas solares (caixa azul). Dois “quasares beb\u00e9s” (caixas vermelhas) est\u00e3o no mesmo conjunto de dados.
Cr\u00e9dito: NASA, ESA, CSA, J. Matthee (ISTA), R. Mackenzie (ETH Zurique), D. Kashino (NAOJ), S. Lilly (ETH Zurique)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

O Telesc\u00f3pio Espacial James Webb fez uma das descobertas mais inesperadas no seu primeiro ano de atividade: um elevado n\u00famero de pequenos e t\u00e9nues pontos vermelhos no Universo distante poder\u00e1 mudar a forma como compreendemos a g\u00e9nese dos buracos negros supermassivos. A investiga\u00e7\u00e3o, liderada por Jorryt Matthee, professor assistente de astrof\u00edsica no ISTA (Institute of Science and Technology Austria), foi publicada na revista The Astrophysical Journal.<\/p>\n\n\n\n

Um grupo de pequenos pontos vermelhos, encontrados numa regi\u00e3o min\u00fascula do nosso c\u00e9u noturno, pode ser uma descoberta inesperada para o Telesc\u00f3pio Espacial James Webb (JWST) no seu primeiro ano de servi\u00e7o. Estes objetos eram indistingu\u00edveis das gal\u00e1xias normais atrav\u00e9s dos “olhos” do antigo Telesc\u00f3pio Espacial Hubble. “Sem ter sido desenvolvido para este fim espec\u00edfico, o JWST ajudou-nos a determinar que pequenos e t\u00e9nues pontos vermelhos – encontrados muito longe, no passado distante do Universo – s\u00e3o pequenas vers\u00f5es de buracos negros extremamente massivos. Estes objetos especiais podem mudar a forma como pensamos sobre a g\u00e9nese dos buracos negros”, afirma Jorryt Matthee, Professor Assistente no ISTA (Institute of Science and Technology Austria), autor principal do estudo. “As descobertas atuais podem levar-nos um passo mais perto de responder a um dos maiores dilemas da astronomia: de acordo com os modelos atuais, alguns buracos negros supermassivos do Universo primitivo cresceram simplesmente ‘demasiado depressa’. Ent\u00e3o como \u00e9 que se formaram?”<\/p>\n\n\n\n

Os pontos c\u00f3smicos de n\u00e3o retorno<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Durante muito tempo, os cientistas consideraram os buracos negros uma curiosidade matem\u00e1tica, at\u00e9 que a sua exist\u00eancia se tornou cada vez mais evidente. Estes estranhos “po\u00e7os” c\u00f3smicos sem fundo podem ter massas t\u00e3o compactas e gravidades t\u00e3o fortes que nada consegue escapar \u00e0 sua for\u00e7a de atra\u00e7\u00e3o – sugam tudo, incluindo poeira c\u00f3smica, planetas e estrelas, e deformam o espa\u00e7o e o tempo \u00e0 sua volta de tal forma que nem a luz consegue escapar. A teoria geral da relatividade, publicada por Albert Einstein h\u00e1 mais de um s\u00e9culo, previa que os buracos negros podiam ter qualquer massa. Alguns dos buracos negros mais intrigantes s\u00e3o os buracos negros supermassivos, que podem atingir milh\u00f5es ou milhares de milh\u00f5es de vezes a massa do Sol. Os astrof\u00edsicos concordam que existe um buraco negro supermassivo no centro de quase todas as grandes gal\u00e1xias. Os cientistas que provaram que Sagit\u00e1rio A* \u00e9 um buraco negro supermassivo no centro da nossa Gal\u00e1xia, com mais de quatro milh\u00f5es de vezes a massa do Sol, receberam em 2020 o Pr\u00e9mio Nobel da F\u00edsica.<\/p>\n\n\n\n

Demasiado massivo para estar l\u00e1<\/strong><\/p>\n\n\n\n

No entanto, nem todos os buracos negros supermassivos s\u00e3o iguais. Ao passo que Sagit\u00e1rio A* pode ser comparado a um vulc\u00e3o adormecido, outros crescem muito rapidamente, engolindo quantidades astron\u00f3micas de mat\u00e9ria. Assim, tornam-se t\u00e3o luminosos que podem ser observados at\u00e9 ao limite do Universo, que est\u00e1 sempre em constante expans\u00e3o. Estes buracos negros supermassivos s\u00e3o chamados quasares e est\u00e3o entre os objetos mais brilhantes do Universo. “Um problema com os quasares \u00e9 que alguns deles parecem ser muito massivos, demasiado massivos tendo em conta a idade do Universo \u00e0 dist\u00e2ncia que s\u00e3o observados. Chamamos-lhes ‘quasares problem\u00e1ticos'”, diz Matthee. “Se considerarmos que os quasares t\u00eam origem nas explos\u00f5es de estrelas massivas – e que conhecemos a sua taxa m\u00e1xima de crescimento a partir das leis gerais da f\u00edsica, alguns deles parecem ter crescido mais depressa do que \u00e9 poss\u00edvel. \u00c9 como olhar para uma crian\u00e7a de cinco anos que tem dois metros de altura. H\u00e1 algo que n\u00e3o bate certo”, explica. Poder\u00e3o os buracos negros supermassivos crescer ainda mais depressa do que pens\u00e1vamos originalmente? Ou ser\u00e1 que se formam de forma diferente?<\/p>\n\n\n\n

Pequenas vers\u00f5es de monstros c\u00f3smicos gigantes<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Agora, Matthee e colegas identificam uma popula\u00e7\u00e3o de objetos que aparecem como pequenos pontos vermelhos nas imagens do JWST. Al\u00e9m disso, demonstram que estes objetos s\u00e3o buracos negros supermassivos, mas n\u00e3o demasiado massivos. A dete\u00e7\u00e3o de linhas de emiss\u00e3o espetral de H-\u03b1 com perfis de linha largos foi fundamental para determinar que estes objetos s\u00e3o buracos negros supermassivos. As linhas H-\u03b1 s\u00e3o linhas espetrais na regi\u00e3o do vermelho profundo da luz vis\u00edvel que s\u00e3o emitidas quando os \u00e1tomos de hidrog\u00e9nio s\u00e3o aquecidos. A largura dos espetros indica o movimento do g\u00e1s. “Quanto mais larga for a base das linhas H-\u03b1, maior \u00e9 a velocidade do g\u00e1s. Assim, estes espetros dizem-nos que estamos a olhar para uma nuvem de g\u00e1s muito pequena que se move muito depressa e que orbita algo muito massivo como um buraco negro supermassivo”, diz Matthee. No entanto, os pequenos pontos vermelhos n\u00e3o s\u00e3o os monstros c\u00f3smicos gigantes que se encontram em buracos negros demasiado massivos. “Enquanto os ‘quasares problem\u00e1ticos’ s\u00e3o azuis, extremamente brilhantes e atingem milhares de milh\u00f5es de vezes a massa do Sol, os pequenos pontos vermelhos s\u00e3o mais como ‘quasares beb\u00e9s’. As suas massas situam-se entre dez e cem milh\u00f5es de massas solares. Al\u00e9m disso, parecem vermelhos porque s\u00e3o poeirentos. A poeira obscurece os buracos negros e torna as cores mais avermelhadas”, diz Matthee. Mas, eventualmente, o fluxo de g\u00e1s dos buracos negros ir\u00e1 perfurar o casulo de poeira e os gigantes evoluir\u00e3o a partir destes pequenos pontos vermelhos. Assim, o astrof\u00edsico do ISTA e a sua equipa sugerem que os min\u00fasculos pontos coloridos s\u00e3o vers\u00f5es pequenas e vermelhas de buracos negros supermassivos azuis e gigantes na fase que antecede os quasares problem\u00e1ticos. “O estudo mais detalhado das vers\u00f5es beb\u00e9s dos buracos negros demasiado massivos permitir-nos-\u00e1 compreender melhor como os quasares problem\u00e1ticos surgem”.<\/p>\n\n\n\n

Uma tecnologia “revolucion\u00e1ria”<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Matthee e a sua equipa conseguiram encontrar os quasares beb\u00e9s gra\u00e7as aos conjuntos de dados obtidos pelas colabora\u00e7\u00f5es EIGER (Emission-line galaxies and Intergalactic Gas in the Epoch of Reionization) e FRESCO (First Reionization Epoch Spectroscopically Complete Observations). Trata-se de um grande e de um m\u00e9dio programa do JWST em que Matthee esteve envolvido. No passado m\u00eas de dezembro, a revista Physics World listou o levantamento EIGER entre as 10 maiores descobertas de 2023. “O EIGER foi concebido para estudar especificamente os raros quasares supermassivos azuis e os seus ambientes. N\u00e3o foi concebido para encontrar os pequenos pontos vermelhos. Mas encontr\u00e1mo-los por acaso no mesmo conjunto de dados. Isto porque, ao usar o instrumento NIRCam do JWST, o EIGER obt\u00e9m espetros de emiss\u00e3o de todos os objetos do Universo [nesse campo]”, diz Matthee. “Se levantarmos o dedo indicador e estendermos completamente o bra\u00e7o, a regi\u00e3o do c\u00e9u noturno que explor\u00e1mos corresponde a cerca de um-vig\u00e9simo da superf\u00edcie da nossa unha. At\u00e9 agora, provavelmente s\u00f3 arranh\u00e1mos a superf\u00edcie”.<\/p>\n\n\n\n

Matthee est\u00e1 confiante de que o presente estudo abrir\u00e1 muitos caminhos e ajudar\u00e1 a responder a algumas das grandes quest\u00f5es sobre o Universo. “Os buracos negros e os buracos negros supermassivos s\u00e3o possivelmente as coisas mais interessantes do Universo. \u00c9 dif\u00edcil explicar porque \u00e9 que eles est\u00e3o l\u00e1, mas est\u00e3o l\u00e1. Esperamos que este trabalho nos ajude a levantar o v\u00e9u de um dos maiores mist\u00e9rios do Universo”, conclui.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ ISTA (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (The Astrophysical Journal)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

Quasar:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Buraco negro supermassivo:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

JWST (Telesc\u00f3pio Espacial James Webb):<\/strong>
NASA<\/a>
STScI<\/a>
STScI (website para o p\u00fablico)<\/a>
ESA<\/a>
ESA\/Webb<\/a>
Wikipedia<\/a>
Facebook<\/a>
X\/Twitter<\/a>
Instagram<\/a>
Blog do JWST (NASA)<\/a>
Programas DD-ERS do Webb (STScI)<\/a>
Ciclo 2 GO do Webb (STScI)<\/a>
NIRISS (NASA)<\/a>
NIRCam (NASA)<\/a>
MIRI (NASA)<\/a>
NIRSpec (NASA)<\/a><\/p>\n\n\n\n

EIGER (Emission-line galaxies and Intergalactic Gas in the Epoch of Reionization):<\/strong>
P\u00e1gina principal<\/a><\/p>\n\n\n\n

FRESCO (First Reionization Epoch Spectroscopically Complete Observations):<\/strong>
P\u00e1gina principal<\/a>
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telesc\u00f3pios Espaciais<\/a><\/p>\n\n\n\n

Telesc\u00f3pio Espacial Hubble:
<\/strong>Hubble, NASA<\/a> 
ESA<\/a>
Hubblesite<\/a>
STScI<\/a>
SpaceTelescope.org<\/a>
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telesc\u00f3pios Espaciais<\/a>
Arquivo de Ci\u00eancias do eHST<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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