Buraco Negro Supermassivo em Fuga: James Webb Confirma Primeira Detecção a 3,5 Milhões de km/h

Imagine um objeto com a massa de 10 milhões de sóis sendo arremessado para fora de sua galáxia. Ele viaja pelo espaço a uma velocidade alucinante de mais de 3,5 milhões de quilômetros por hora, tão rápido que poderia ir da Terra à Lua em menos de sete minutos. Parece ficção científica, mas essa é a descrição do primeiro buraco negro supermassivo em fuga já confirmado por astrônomos, uma descoberta extraordinária realizada com o auxílio do Telescópio Espacial James Webb (JWST).

Normalmente, esperamos encontrar esses gigantes cósmicos ancorados no centro de suas galáxias, governando tudo ao redor com sua imensa força gravitacional. No entanto, este objeto em particular está rompendo com todas as expectativas. Ele não apenas abandonou seu lar, um par de galáxias conhecido como “Coruja Cósmica”, como também está deixando para trás um rastro de destruição e criação, um fenômeno que intriga cientistas e entusiastas do espaço.

Essa observação inédita abre uma nova janela para entendermos os eventos mais violentos e energéticos do universo, como a colisão entre galáxias. A história desse fugitivo cósmico está apenas começando a ser desvendada, e cada detalhe nos ajuda a montar o quebra-cabeça da evolução do cosmos. O que teria força suficiente para expulsar um monstro como este de seu centro galáctico?

O gigante cósmico em alta velocidade

Um buraco negro é uma região do espaço onde a gravidade é tão intensa que nada, nem mesmo a luz, consegue escapar. Quando esse objeto tem uma massa milhões ou até bilhões de vezes maior que a do nosso Sol, ele é chamado de buraco negro supermassivo. A descoberta confirmada pelo James Webb não é apenas sobre um desses gigantes, mas sobre um que foi ejetado de seu lugar de origem.

Viajando a cerca de 1.000 quilômetros por segundo, este buraco negro é um dos objetos mais rápidos já detectados no universo. Sua velocidade é tão extrema que ele conseguiu escapar da atração gravitacional de sua galáxia-mãe. Enquanto avança, ele empurra o gás intergaláctico à sua frente, criando uma onda de choque colossal, semelhante à onda que um barco forma na água. Esse fenômeno é conhecido como bow shock.

Mais impressionante ainda é o que ele deixa para trás: uma “cauda” de gás e estrelas recém-nascidas que se estende por cerca de 200.000 anos-luz. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano, aproximadamente 9,5 trilhões de quilômetros. Esse rastro estelar é uma consequência direta da passagem do buraco negro, que comprime o gás ao longo de seu caminho e desencadeia o nascimento de novas estrelas em um local onde, normalmente, não esperaríamos que isso acontecesse.

Como um buraco negro se torna um fugitivo?

Expulsar um objeto tão massivo do centro de uma galáxia exige uma quantidade de energia quase inimaginável. Os cientistas trabalham com duas hipóteses principais para explicar como um buraco negro supermassivo pode “ir à deriva”. Ambos os cenários começam com a fusão de duas galáxias, um evento comum na história do universo.

O primeiro mecanismo envolve a colisão direta dos buracos negros supermassivos que habitavam o centro de cada uma das galáxias originais. Ao se fundirem, eles liberam uma quantidade colossal de energia na forma de ondas gravitacionais, que são ondulações no próprio tecido do espaço-tempo. Se essa emissão de ondas não for perfeitamente simétrica, ela pode dar um “chute” poderoso no buraco negro resultante, arremessando-o para fora da nova galáxia.

A segunda possibilidade é uma interação de três corpos. Imagine que uma das galáxias já possuía um par de buracos negros supermassivos girando um em torno do outro, um sistema binário. Quando o buraco negro da outra galáxia se aproxima, o sistema se torna instável. A complexa dança gravitacional entre os três corpos pode resultar na ejeção de um deles a uma velocidade altíssima. Os pesquisadores acreditam que o primeiro cenário, o coice das ondas gravitacionais, é o mais provável para o caso observado.

O rastro de estrelas e o futuro da pesquisa

Uma das partes mais fascinantes desta descoberta é o rastro de estrelas que o buraco negro fugitivo está criando. Essa “cauda” estelar, formada a partir do gás comprimido pela onda de choque, representa um modo de formação de estrelas que nunca havia sido observado antes. Estrelas estão nascendo no espaço intergaláctico, longe do ambiente denso e rico em gás de uma galáxia convencional.

Essa observação foi possível graças à sensibilidade do Telescópio Espacial James Webb, que conseguiu analisar a composição e a velocidade do gás ao redor do buraco negro, confirmando as suspeitas levantadas por observações anteriores do Telescópio Espacial Hubble. A equipe de astrônomos, liderada por Pieter van Dokkum da Universidade de Yale, ficou surpresa com o impacto que o objeto está causando em seu entorno.

Agora que os cientistas sabem o que procurar, o próximo passo é buscar outros exemplos de buracos negros supermassivos em fuga. Acredita-se que esses eventos não sejam tão raros, considerando que as fusões de galáxias são frequentes. Futuros telescópios, como o Telescópio Espacial Romano, serão essenciais para encontrar essas “agulhas no palheiro cósmico” e nos ajudar a entender com que frequência esses fenômenos ocorrem e qual o seu verdadeiro impacto na evolução do universo.

Perguntas frequentes

O que aconteceria se um buraco negro em fuga atingisse nossa galáxia?

Felizmente, isso é extremamente improvável. O buraco negro observado está a cerca de 9 bilhões de anos-luz de distância, então não representa nenhuma ameaça. Se um evento desses ocorresse em nossa vizinhança, a onda de choque massiva que precede o buraco negro comprimiria o gás da Via Láctea, desencadeando uma intensa formação de estrelas e alterando drasticamente a estrutura da nossa galáxia.

Podemos ver o buraco negro diretamente?

Não, buracos negros são, por definição, invisíveis, pois sua gravidade impede que a luz escape. O que os astrônomos detectam são os efeitos que o buraco negro causa em seu entorno. Neste caso, eles observaram a onda de choque no gás e o longo rastro de estrelas recém-formadas que ele deixa para trás.

Qual a diferença entre um buraco negro comum e um supermassivo?

A principal diferença é a massa. Buracos negros estelares se formam a partir do colapso de estrelas massivas e têm algumas dezenas de vezes a massa do Sol. Já os buracos negros supermassivos, encontrados no centro da maioria das grandes galáxias, são milhões ou até bilhões de vezes mais massivos. Sua origem ainda é um campo ativo de pesquisa.

A galáxia que perdeu seu buraco negro supermassivo vai desaparecer?

Não. Embora o buraco negro supermassivo tenha uma gravidade imensa, sua influência direta se limita principalmente à região central da galáxia. A maior parte da estrutura da galáxia é mantida unida pela gravidade combinada de todas as suas estrelas, gás, poeira e, principalmente, pela matéria escura. A perda do buraco negro central não causa o desmantelamento da galáxia.

E não se esqueça, mantenha sempre seus olhos no céu!

Referências

https://www.space.com/astronomy/black-holes/james-webb-space-telescope-confirms-1st-runaway-supermassive-black-hole-rocketing-through-cosmic-owl-galaxies-at-2-2-million-mph-it-boggles-the-mind
https://arxiv.org/abs/2302.04888
https://webbtelescope.org/
https://esahubble.org/