TON 618 - O universo está repleto de buracos negros supermassivos. Há um a meros 30.000 anos-luz de distância, no centro da Via Láctea . A maioria das galáxias tem uma, e algumas delas são mais massivas que um bilhão de estrelas.
Os jatos podem ajudar a identificar uma classe misteriosa de buracos negros, dizem os cientistas. Marc Ward/Stocktrek Images/Stocktrek Images/Getty Images
Sabemos que muitos buracos negros supermassivos se formaram no início do universo. Por exemplo, o quasar TON 618 é alimentado por um buraco negro de 66 bilhões de massa solar . Como sua luz viaja quase 11 bilhões de anos para chegar até nós, o TON 618 já era enorme quando o universo tinha apenas alguns bilhões de anos. Então, como esses buracos negros cresceram tão massivos tão rapidamente?
O PROBLEMA DO BURACO NEGRO
Uma ideia é que algumas das primeiras estrelas eram gigantes. Com uma massa de mais de 10.000 sóis, essa estrela teria vida muito curta e rapidamente colapsaria em um grande buraco negro . Esses primeiros buracos negros atuariam como sementes no centro de uma galáxia, consumindo material próximo para crescer rapidamente em tamanho. Alguns deles até colidiriam e se fundiriam para formar um buraco negro ainda maior. Embora seja um modelo razoável, as simulações de computador descobrem que esse processo leva muito tempo. Esse processo não pode produzir o tipo de buracos negros que vemos no início do universo, como o TON 618.
Outra ideia é conhecida como cenário de colapso direto. Neste modelo, um pequeno buraco negro supermassivo se forma de uma só vez. O gás denso no meio de uma proto-galáxia esfria o suficiente para colapsar sob seu próprio peso, formando um buraco negro. Como esses buracos negros teriam uma vantagem em massa, eles podem crescer rapidamente nos buracos negros supermassivos que observamos.
Até agora, não conseguimos observar um buraco negro de colapso direto (DCBH). Alguns anos atrás, alguns DCBHs candidatos foram descobertos por seus sinais infravermelhos. Isso pode ser confirmado quando o Telescópio Espacial James Webb for (possivelmente) lançado no final deste ano. Mas recentemente, um estudo argumenta que podemos observar DCBHs por suas assinaturas de rádio.
Quando os buracos negros consomem ativamente a matéria próxima, eles podem criar jatos poderosos de plasma quente. Esses jatos são de alto volume de rádio e são uma das maneiras de identificar buracos negros supermassivos. Buracos negros de colapso direto deveriam ter jatos semelhantes, mas o material do jato seria mais denso. E como os DCBHs se formariam no início do universo, seus sinais de rádio seriam mais desviados para o vermelho.
Este último trabalho argumenta que a assinatura de rádio dos DCBHs seria semelhante em estrutura, mas facilmente distinguível dos jatos de rádio que vemos hoje. A assinatura também seria diferente dos jatos criados por buracos negros de sementes.
Infelizmente, essas fontes de rádio de alto desvio para o vermelho não podem ser vistas pelos radiotelescópios atuais. Mas eles devem ser brilhantes o suficiente para serem detectados pelo Square Kilometer Array (SKA) e pelo Very Large Array (ngVLA) proposto de próxima geração.
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