{"id":7262,"date":"2024-09-03T06:11:19","date_gmt":"2024-09-03T05:11:19","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=7262"},"modified":"2024-09-03T06:11:43","modified_gmt":"2024-09-03T05:11:43","slug":"a-materia-escura-pode-ter-ajudado-a-formar-buracos-negros-supermassivos-no-inicio-do-universo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2024\/09\/03\/a-materia-escura-pode-ter-ajudado-a-formar-buracos-negros-supermassivos-no-inicio-do-universo\/","title":{"rendered":"A mat\u00e9ria escura pode ter ajudado a formar buracos negros supermassivos no in\u00edcio do Universo"},"content":{"rendered":"
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Imagem do buraco negro supermassivo da Via L\u00e1ctea, Sagit\u00e1rio A*, em luz polarizada.
Cr\u00e9dito: Colabora\u00e7\u00e3o EHT<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

A forma\u00e7\u00e3o dos buracos negros supermassivos, como o que se encontra no centro da nossa Gal\u00e1xia, a Via L\u00e1ctea, \u00e9 muito demorada. Normalmente, o nascimento de um buraco negro requer que uma estrela gigante com a massa de pelo menos algumas vezes a do Sol esgote o seu combust\u00edvel nuclear – um processo que pode demorar mil milh\u00f5es de anos – e que o seu n\u00facleo colapse sobre si pr\u00f3prio.<\/p>\n\n\n\n

Mesmo assim, o buraco negro resultante est\u00e1 muito longe do buraco negro com 4 milh\u00f5es de massas solares, Sagit\u00e1rio A*, situado no centro da Via L\u00e1ctea, ou dos buracos negros supermassivos com milhares de milh\u00f5es de massas solares encontrados noutras gal\u00e1xias. Estes buracos negros gigantescos podem formar-se a partir de buracos negros mais pequenos, por acre\u00e7\u00e3o de g\u00e1s e estrelas e por fus\u00e3o com outros buracos negros, o que demora milhares de milh\u00f5es de anos.<\/p>\n\n\n\n

Por que raz\u00e3o, ent\u00e3o, o Telesc\u00f3pio Espacial James Webb est\u00e1 a descobrir buracos negros supermassivos perto do in\u00edcio dos tempos, \u00e9ones antes de se poderem formar? Os astrof\u00edsicos da UCLA (University of California Los Angeles) t\u00eam uma resposta t\u00e3o misteriosa como os pr\u00f3prios buracos negros: a mat\u00e9ria escura impediu que o hidrog\u00e9nio arrefecesse o tempo suficiente para que a gravidade o condensasse em nuvens suficientemente grandes e densas para se transformarem em buracos negros em vez de estrelas. A descoberta foi publicada na revista Physical Review Letters.<\/p>\n\n\n\n

“Como foi surpreendente encontrar um buraco negro supermassivo com mil milh\u00f5es de vezes a massa do Sol quando o pr\u00f3prio Universo tinha apenas 500 milh\u00f5es de anos”, disse o autor s\u00e9nior Alexander Kusenko, professor de f\u00edsica e astronomia na UCLA. “\u00c9 como encontrar um carro moderno no meio de ossos de dinossauro e perguntar quem \u00e9 que construiu esse carro na pr\u00e9-hist\u00f3ria”.<\/p>\n\n\n\n

Alguns astrof\u00edsicos t\u00eam postulado que uma grande nuvem de g\u00e1s pode colapsar para formar diretamente um buraco negro supermassivo, contornando a longa hist\u00f3ria de combust\u00e3o estelar, acre\u00e7\u00e3o e fus\u00f5es. Mas h\u00e1 um sen\u00e3o: a gravidade vai, de facto, juntar uma grande nuvem de g\u00e1s, mas n\u00e3o numa \u00fanica nuvem. Em vez disso, junta sec\u00e7\u00f5es de g\u00e1s em pequenos halos que flutuam perto uns dos outros, mas n\u00e3o formam um buraco negro.<\/p>\n\n\n\n

A raz\u00e3o \u00e9 que a nuvem de g\u00e1s arrefece demasiado depressa. Enquanto o g\u00e1s estiver quente, a sua press\u00e3o pode contrariar a gravidade. No entanto, se o g\u00e1s arrefecer, a press\u00e3o diminui e a gravidade pode triunfar em muitas pequenas regi\u00f5es, que colapsam em objetos densos antes da gravidade ter a oportunidade de puxar toda a nuvem para um \u00fanico buraco negro.<\/p>\n\n\n

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Uma imagem do Telesc\u00f3pio James Webb mostra o quasar J0148 no c\u00edrculo vermelho. Duas inser\u00e7\u00f5es mostram, em cima, o buraco negro central e, em baixo, a emiss\u00e3o estelar da gal\u00e1xia hospedeira.
Cr\u00e9dito: MIT, NASA<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

“A rapidez com que o g\u00e1s arrefece tem muito a ver com a quantidade de hidrog\u00e9nio molecular”, disse o primeiro autor e estudante de doutoramento Yifan Lu. “Os \u00e1tomos de hidrog\u00e9nio ligados entre si numa mol\u00e9cula dissipam energia quando encontram um \u00e1tomo de hidrog\u00e9nio solto. As mol\u00e9culas de hidrog\u00e9nio tornam-se agentes de arrefecimento ao absorverem energia t\u00e9rmica e ao irradi\u00e1-la. As nuvens de hidrog\u00e9nio no in\u00edcio do Universo tinham demasiado hidrog\u00e9nio molecular e o g\u00e1s arrefeceu rapidamente, formando pequenos halos em vez de grandes nuvens”.<\/p>\n\n\n\n

Lu e o investigador de p\u00f3s-doutoramento Zachary Picker escreveram um c\u00f3digo para calcular todos os processos poss\u00edveis deste cen\u00e1rio e descobriram que a radia\u00e7\u00e3o adicional pode aquecer o g\u00e1s e dissociar as mol\u00e9culas de hidrog\u00e9nio, alterando a forma como o g\u00e1s arrefece.<\/p>\n\n\n\n

“Se adicionarmos radia\u00e7\u00e3o numa determinada gama de energia, esta destr\u00f3i o hidrog\u00e9nio molecular e cria condi\u00e7\u00f5es que impedem a fragmenta\u00e7\u00e3o de grandes nuvens”, disse Lu.<\/p>\n\n\n\n

Mas qual a origem da radia\u00e7\u00e3o?<\/p>\n\n\n\n

Apenas uma \u00ednfima parte da mat\u00e9ria do Universo \u00e9 do tipo que comp\u00f5e os nossos corpos, o nosso planeta, as estrelas e tudo o mais que podemos observar. A grande maioria da mat\u00e9ria, detetada pelos seus efeitos gravitacionais em objetos estelares e pela curvatura da luz de fontes distantes, \u00e9 feita de algumas part\u00edculas novas, que os cientistas ainda n\u00e3o identificaram.<\/p>\n\n\n\n

As formas e propriedades da mat\u00e9ria escura s\u00e3o, portanto, um mist\u00e9rio que continua por resolver. Embora n\u00e3o saibamos o que \u00e9 a mat\u00e9ria escura, os te\u00f3ricos de part\u00edculas h\u00e1 muito que especulam que pode conter part\u00edculas inst\u00e1veis que podem decair em fot\u00f5es, as part\u00edculas de luz. A inclus\u00e3o dessa mat\u00e9ria escura nas simula\u00e7\u00f5es forneceu a radia\u00e7\u00e3o necess\u00e1ria para que o g\u00e1s permanecesse numa grande nuvem enquanto colapsava num buraco negro.<\/p>\n\n\n\n

A mat\u00e9ria escura pode ser feita de part\u00edculas que decaem lentamente, ou pode ser feita de mais do que uma esp\u00e9cie de part\u00edcula: algumas est\u00e1veis e outras que decaem em momentos precoces. Em qualquer dos casos, o produto do decaimento pode ser radia\u00e7\u00e3o sob a forma de fot\u00f5es, que quebram o hidrog\u00e9nio molecular e evitam que as nuvens de hidrog\u00e9nio arrefe\u00e7am demasiado depressa. Mesmo um decaimento muito ligeiro da mat\u00e9ria escura produziu radia\u00e7\u00e3o suficiente para impedir o arrefecimento, formando grandes nuvens e, eventualmente, buracos negros supermassivos.<\/p>\n\n\n\n

“Isto pode ser a solu\u00e7\u00e3o para o facto de os buracos negros supermassivos serem encontrados muito cedo”, disse Picker. “Se formos otimistas, tamb\u00e9m podemos ler isto como uma evid\u00eancia positiva de um tipo de mat\u00e9ria escura. Se estes buracos negros supermassivos se formaram pelo colapso de uma nuvem de g\u00e1s, talvez a radia\u00e7\u00e3o adicional necess\u00e1ria tivesse de vir da f\u00edsica desconhecida do ‘sector escuro'”.<\/p>\n\n\n\n

\/\/ UCLA (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (Physical Review Letters)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

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

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

Mat\u00e9ria escura:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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