O que é que apareceu primeiro: os buracos negros supermassivos ou as galáxias?

Uma nova investigação veio alterar a nossa compreensão do Universo, revelando que os buracos negros, esses misteriosos gigantes cósmicos conhecidos por engolirem tudo o que encontram no seu caminho, não foram apenas testemunhas silenciosas do nascimento do Universo, mas participantes ativos na sua criação.

Durante muito tempo, os cientistas pensaram que os buracos negros tinham entrado em cena após a formação das primeiras estrelas e galáxias do Universo. Eram vistos como finais cósmicos, os capítulos finais da vida de estrelas maciças.

No entanto, este novo estudo sugere algo muito mais intrigante: os buracos negros estavam lá desde o início, atuando como catalisadores para o nascimento das estrelas e ajudando a dar o pontapé de saída para a formação das galáxias.

Buracos negros e o seu contributo para a criação do Universo

Joseph Silk, uma das principais vozes desta investigação, da Universidade Johns Hopkins e do Instituto de Astrofísica de Paris, partilha uma perspetiva empolgante. O investigador explica que estes gigantes cósmicos não só estavam presentes desde os primórdios do universo como desempenharam um papel crucial na sua formação. De acordo com Silk, os buracos negros atuaram como "amplificadores gigantescos" da formação de estrelas, desafiando tudo o que pensávamos saber sobre a forma como as galáxias surgem.

Esta descoberta inovadora resulta de observações efetuadas pelo Telescópio Espacial James Webb, que mostrou galáxias distantes a brilhar muito mais do que o esperado, cheias de estrelas jovens e buracos negros supermassivos.

Este facto contradiz a velha teoria de que as galáxias cresceram lentamente após as primeiras estrelas terem iluminado o cosmos. Em vez disso, Silk e a sua equipa propõem que os buracos negros e as galáxias cresceram em conjunto, influenciando-se mutuamente desde a infância do Universo.

Imagine toda a história do Universo condensada num calendário de 12 meses. De acordo com esta investigação, os eventos de que estamos a falar aconteceram logo nos primeiros dias de janeiro.

Silk e os seus colegas sugerem que os buracos negros não ficaram parados; os seus fluxos de gás e energia esmagaram as nuvens de gás circundantes, comprimindo-as e desencadeando a rápida formação de estrelas. Este processo, dizem, foi o que deu origem às primeiras e brilhantes galáxias.

O poder dos buracos negros reside na sua gravidade, tão forte que nem a luz consegue escapar. Esta força imensa gera campos magnéticos e violentas tempestades de plasma, atuando como aceleradores cósmicos que lançam material para o espaço.

Universo primitivo

Pensa-se que estes processos, que estão demasiado distantes para serem vistos diretamente por nós, são a razão pela qual o Universo primitivo era tão animado, com os buracos negros a agitarem o caldeirão cósmico e a criarem estrelas a um ritmo espantoso. A equipa de Silk divide a história do universo jovem em dois capítulos. Inicialmente, os fluxos de energia dos buracos negros aceleraram a formação de estrelas. Mais tarde, estes fluxos abrandaram, marcando uma mudança para uma fase mais calma do crescimento das galáxias.

O Universo primitivo, ao que parece, era um lugar de ação dramática, com os buracos negros a impulsionar a criação de estrelas muito mais rapidamente do que o que vemos nas galáxias mais maduras do nosso tempo. Esta narrativa inverte a nossa compreensão da formação das galáxias.

Em vez de imaginarmos galáxias a formarem-se calmamente à medida que nuvens de gás colapsam sob a sua própria gravidade, vemos agora um universo onde os buracos negros estão no centro da ação, transformando o gás em estrelas a um ritmo incrível.

Isto faz com que as primeiras galáxias não sejam apenas coleções de estrelas, mas comunidades vibrantes e brilhantes, que iluminam o Universo primitivo. Enquanto aguardamos mais dados do Telescópio Espacial James Webb, investigadores como Silk estão entusiasmados com o futuro.

Acreditam que as próximas observações não só confirmarão as suas descobertas, como também oferecerão conhecimentos mais profundos sobre a origem do nosso Universo. O trabalho de Silk recorda-nos que o cosmos é um lugar de maravilha sem fim, com os buracos negros a desempenharem um papel de protagonista na história da criação.

Referência da notícia:
Silk J., Begelman M., Norman C., et al. Which Came First: Supermassive Black Holes or Galaxies? Insights from JWST. The Astrophysical Journal Letters (2024).