Como surgiram os primeiros buracos negros supermassivos

No centro da Via Láctea (e de outras galáxias), há um buraco negro gigantesco que teve um papel fundamental na maneira como estrelas e planetas surgiram e se organizaram. Em alguns casos, buracos como esse são quase tão antigos quanto o próprio universo – e, graças a estudo recente, agora temos uma ideia mais clara de como eles se formaram.

Por meio de simulações feitas em um supercomputador, uma equipe de pesquisadores liderada pelo astrônomo Stelios Kazantzidis, da Universidade Estadual de Ohio (EUA), mostrou em detalhes como buracos negros supermassivos se formaram graças a colisões entre as primeiras galáxias (surgidas nos primeiros bilhões de anos após o Big Bang). 

A teoria mais aceita entre astrônomos a respeito da formação de galáxias é a de que elas foram crescendo gradualmente, graças a forças gravitacionais que agregaram partículas até formar planetas e estrelas (“crescimento hierárquico”). “Junto com outras descobertas, nossos resultados mostram que grandes estruturas – tanto galáxias como buracos negros massivos – se formaram rapidamente na história do universo”, explica Kazantzidis. 

A princípio, soa paradoxal. De acordo com o astrônomo, contudo, a contradição se resolve quando se considera que matéria escura cresce hierarquicamente, e matéria normal, não. 

“A matéria normal, que compõe galáxias visíveis e buracos negros supermassivos, entra em colapso de modo eficiente, e isso ocorria já quando o universo era jovem, dando origem a formações anti-hierárquicas de galáxias e buracos negros”, diz. 

A equipe iniciou sua simulação com duas galáxias primordiais gigantes, muito maiores do que a Via Láctea – acredita-se que, no início do universo, as estrelas eram em geral bem maiores do que as que existem hoje, com 300 vezes mais massa do que o sol. Graças ao poder de processamento do computador, Kazantzidis e seus colegas puderam simular o processo com detalhes. 

Basicamente, de acordo com os cálculos e com a simulação, três coisas ocorreram quando essas galáxias se chocaram: gás e poeira de seus centros de condensaram e formaram um disco; o disco se tornou instável, o material se contraiu novamente e se tornou um buraco negro supermassivo.

Contrariando a ideia de que o buraco negro no centro de uma galáxia cresce em um ritmo similar ao da própria galáxia, a simulação mostrou que ele se expande mais rápido do que ela. “É possível que o buraco negro não seja regulado pelo crescimento da galáxia”, aponta Kazantzidis. “É possível que a galáxia seja regulada pelo crescimento do buraco negro”.

Fonte: http://researchnews.osu.edu/archive/galmerge.htm