Colisões de galáxias criaram primeiros buracos negros do Universo

Astrônomos acreditam ter descoberto a origem dos primeiros buracos negros supermassivos do Universo, que se formaram há cerca de 13 bilhões de anos. A descoberta, realizada por meio de simulações de computador e descrita na edição desta semana da revista Nature, pode vir a preencher um capítulo aindaem branco da história primordial do Universo.

Divulgação

Imagens da simulação com colisão e fusão de galáxias

A equipe do astrônomo Stelios Kazantzidis, da Universidade Estadual de Ohio, simulou condições que poderiam ter produzido buracos negros gigantes apenas 1 bilhão de anos após o Big Bang. Esse período é consistente com as observações das primeiras grandes galáxias conhecidas.

Durante décadas, cientistas acreditaram que as galáxias haviam evoluído hierarquicamente - isto é, com pequenos aglomerados de matéria crescendo gradualmente até atingir proporções galácticas.

A simulação de Kazantzidis indica que o processo foi muito mais abrupto. "Junto com resultados anteriores, nosso trabalho msotra que grandes estruturas, tanto galáxias quanto buracos negros, cresceram rapidamente. "Isso contraria a formação hierárquica", disse ele, em nota.

Ainda de acordo com a nota do cientista, o aparente paradoxo se resolve com a percepção de que a matéria escura - um conjunto misterioso de partículas que não interage com a luz e que responderia pela maior parte da atração gravitacional no Universo - cresce de modo hierárquico, mas a matéria comum, não.

"A matéria normal que compõe as galáxias visíveis e os buracos negros supermassivos entra em colapso de modo mais eficiente, dando origem á formação anti-hierárquica".

Os cientistas iniciaram as simulações com duas galáxias primordiais gigantes, feitas de estrelas do tipo que existia no início do Universo. Os astrônomos acreditam que, naquela época, todas as estrelas tinham muito mais massa que as atuais: até 300 vezes a massa do Sol.

Em seguida, foram simuladas fusões e colisões galácticas, com o uso de supercomputadores.

Os pesquisadores foram capazes de obter uma resolução de menos de 1 ano-luz, mostrando o que ocorre no núcleo das galáxias durante a fusão.

Duas coisas aconteceram: primeiro, gás e poeira no centro das galáxias se condensa, formando um disco denso. Em seguida o disco torna-se instável, o gás e a poeira contraem-se novamente, dando origem a um disco ainda mais denso, que por fim origina um buraco negro gigante.

Segundo Kazantzidis, esse resultado indica que a ideia de que as galáxias e seus buracos negros centrais crescem juntos pode estar errada: na simulação, o buraco negro cresce muito mais depressa e acaba dominando a galáxia. "Pode ser que a galáxia seja controlada pelo crescimento do buraco negro", disse.