Um objeto recém-descoberto pode ser a chave para desvendar a verdadeira natureza de uma misteriosa classe de fontes que os astrônomos identificaram no início do Universo nos últimos anos.
O “ponto em raios-X” encontrado pelo Observatório de Raios-X Chandra da NASA poderia explicar o que são centenas ou até milhares desses objetos. Um artigo com os resultados foi publicado no The Astrophysical Journal Letters.
Pouco depois de o Telescópio Espacial James Webb da NASA iniciar suas observações científicas, surgiram relatos sobre uma nova classe de objetos misteriosos. Os astrônomos encontraram objetos pequenos e avermelhados a cerca de 12 bilhões de anos-luz da Terra ou mais distantes, que passaram a ser conhecidos como “little red dots” (LRDs, em português, “pequenos pontos vermelhos”).
Muitos cientistas acreditam que as LRDs sejam buracos negros supermassivos inseridos em nuvens de gás denso, que mascaram algumas das assinaturas típicas em diferentes tipos de luz — incluindo raios-X — que os astrônomos normalmente usam para identificá-los. Isso as tornaria diferentes dos buracos negros supermassivos em crescimento típicos, que não estão inseridos em gás denso, permitindo que a luz ultravioleta e os raios-X brilhantes provenientes do material em órbita ao redor dos buracos negros escapem.
Por causa disso e de suas possíveis semelhanças com atmosferas estelares, os astrônomos chamaram esse cenário de “estrela de buraco negro” para as LRDs.
Este novo “ponto em raios-X” (oficialmente conhecido como 3DHST-AEGIS-12014), localizado a cerca de 11,8 bilhões de anos-luz da Terra, pode fornecer uma ponte crucial entre as “estrelas de buraco negro” e os buracos negros supermassivos em crescimento típicos. Ele exibe a maioria das características de uma LRD, incluindo ser pequeno, vermelho e estar a uma distância enorme, mas brilha em luz de raios-X, ao contrário de outras LRDs.
“Astrônomos tentam descobrir o que são os little red dots há vários anos”, disse o autor principal Raphael Hviding, do Max Planck Institute for Astronomy, na Alemanha. “Este único objeto em raios-X pode ser — para usar uma expressão — o que nos permite conectar todos os pontos.”
Ilustração artística de uma visão aproximada do ponto em raios-X, 3DHST-AEGIS-12014.
NASA/CXC/SAO/M. Weiss; adaptado por K. Arcand & J. Major
A equipe encontrou esse objeto especial após comparar novos dados do Webb com um levantamento profundo previamente realizado pelo Chandra.
“Se os little red dots são buracos negros supermassivos crescendo rapidamente, por que eles não emitem raios-X como outros buracos negros desse tipo?”, disse a coautora Anna de Graaff, do Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, em Cambridge, Massachusetts. “Encontrar um little red dot que parece diferente dos demais nos dá uma visão importante sobre o que poderia alimentá-los.”
Os pesquisadores sugerem que o ponto em raios-X representa uma fase de transição de uma LRD para um buraco negro supermassivo em crescimento típico. À medida que a “estrela de buraco negro” consome o gás ao seu redor, surgem buracos irregulares nas nuvens de gás. Isso permite que raios-X do material caindo sobre o buraco negro atravessem essas regiões, sendo observados pelo Chandra. Eventualmente, todo o gás é consumido, e a “estrela de buraco negro” deixa de existir.
Há também indícios nos dados do Chandra de que o ponto em raios-X apresenta variações no brilho em raios-X, o que reforça a ideia de que o buraco negro está parcialmente encoberto. À medida que a nuvem de gás gira, porções com densidades maiores e menores podem se mover sobre o buraco negro, causando mudanças no brilho em raios-X.
“Se confirmarmos o ponto em raios-X como um little red dot em transição, não apenas ele seria o primeiro de seu tipo, mas talvez estejamos vendo o coração de um little red dot pela primeira vez”, disse o coautor Hanpu Liu, da Universidade de Princeton, em New Jersey. “Também teríamos a evidência mais forte até agora de que o crescimento de buracos negros supermassivos está no centro de algumas, se não de todas, as LRDs.”
Uma ideia alternativa para o ponto em raios-X é que ele seja um tipo mais comum de buraco negro supermassivo em crescimento, mas esteja encoberto por um tipo exótico de poeira que os astrônomos ainda não viram. Observações futuras estão planejadas e devem ajudar a esclarecer a verdade.
“O ponto em raios-X estava parado nos dados do nosso levantamento do Chandra por mais de dez anos, mas não tínhamos ideia de quão notável ele era antes de o Webb vir observar o campo”, disse o coautor Andy Goulding, de Princeton. “Este é um exemplo poderoso de colaboração entre dois grandes observatórios.”
O Marshall Space Flight Center da NASA gerencia o programa do Chandra. O Chandra X-ray Center do Smithsonian Astrophysical Observatory controla as operações científicas a partir de Cambridge, Massachusetts, e as operações de voo a partir de Burlington, Massachusetts.
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