Cientistas buscam entender como os buracos negros no centro das galáxias se formam e crescem. Para isso, é preciso detectar gigantes cósmicos que existiram no início do universo. Uma nova pesquisa indica que o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, da NASA, poderá encontrar esses objetos antigos, observando-os como eram há até 11 bilhões de anos.
Com lançamento previsto para 30 de agosto de 2026, o Roman estudará a luz emitida pela matéria que gira ao redor dos buracos negros antes de ser consumida. Contudo, os buracos negros supermassivos mais leves são difíceis de ver por terem menor luminosidade. Ocasionalmente, eles destroem e consomem uma estrela inteira, gerando um brilho que ofusca sua galáxia hospedeira. Esse fenômeno é conhecido como evento de ruptura de maré (TDE).
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Mitchell Karmen, autor principal do estudo publicado no "The Astrophysical Journal", afirma que o Roman será transformador para a ciência de fenômenos transitórios. A alta sensibilidade do telescópio permitirá encontrar múltiplos TDEs a distâncias maiores e em épocas cósmicas mais remotas.
Como o Roman vai encontrar os TDEs
O levantamento High-Latitude Time-Doman Survey do Roman cobrirá uma área do céu equivalente a 90 luas cheias em intervalos regulares. Ao revisitar as mesmas regiões, os astrônomos poderão encontrar um grande número de eventos transitórios, como os TDEs. Esses eventos são exclusivos de buracos negros mais leves, com cerca de 100 mil a 100 milhões de massas solares, que despedaçam uma estrela antes de consumi-la.
A pesquisa de Karmen e sua equipe prevê que a taxa de TDEs aumentará à medida que o Roman sondar o universo primordial, atingindo um pico há cerca de 11 a 12 bilhões de anos, quando a formação de estrelas era mais intensa. O telescópio observará em comprimentos de onda próximos ao infravermelho, ideais para detectar a luz de TDEs distantes, que foi esticada pela expansão do universo.
Enquanto o Observatório Vera C. Rubin detectará milhares de TDEs por ano em luz visível, o Roman deve encontrar até 100, mas muito mais distantes. Essa capacidade é fundamental para diferenciar os cenários de origem dos buracos negros.
Origens dos buracos negros supermassivos
Existem duas teorias principais para a formação dos buracos negros supermassivos. A primeira, conhecida como "sementes de luz", propõe que eles nascem da morte de estrelas massivas e crescem ao longo do tempo. Nesse cenário, toda galáxia jovem teria um buraco negro em seu centro.
A segunda teoria, de "sementes pesadas", sugere que um buraco negro pode nascer com uma massa muito maior, por meio do colapso direto de uma nuvem de gás. Esse processo seria menos comum, tornando os buracos negros supermassivos mais raros nas galáxias primordiais.
“Eventos de ruptura de maré nos ajudam a sondar a população de buracos negros supermassivos leves, o que pode nos ajudar a distinguir entre esses modelos”, disse Karmen.
Suvi Gezari, coautora do estudo, complementa: “Assim como o Webb transformou nossa compreensão de galáxias distantes, o Roman está prestes a transformar nossa compreensão de fenômenos transitórios com alto desvio para o vermelho”.
Uma ferramenta de IA foi usada para auxiliar na produção desta reportagem, sob supervisão editorial humana.
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