O que veio primeiro? O telescópio James Webb encontra um buraco negro que parece ter nascido antes da sua galáxia

Uma nova descoberta do telescópio espacial James Webb está a abalar aquilo que os cientistas julgavam saber sobre o cosmos. A questão parece simples, mas é profunda: o que veio primeiro, a galáxia ou o buraco negro no seu centro? As observações mais recentes sugerem uma resposta surpreendente e contraintuitiva. Tudo indica que, num caso extremo, o buraco negro pode ter surgido antes da própria galáxia que o alberga.

O objeto no centro desta investigação tem o nome técnico de Abell2744-QSO1, sendo conhecido informalmente como um pequeno ponto vermelho. Trata-se de um objeto extraordinariamente distante e antigo. A luz que dele nos chega demorou mais de 13 mil milhões de anos a viajar até nós. Isto significa que estamos a vê-lo tal como era apenas 700 milhões de anos após o Big Bang, ou seja, na infância do universo.

Observar um objeto tão remoto é, por si só, uma proeza notável. Ao olhar para tão longe no espaço, os astrónomos estão na prática a olhar para trás no tempo. Este pequeno ponto vermelho oferece assim uma janela rara para os primeiros capítulos da história cósmica. É precisamente nesta época primordial que muitos dos maiores mistérios do universo se escondem.

Um buraco negro desproporcional

O que torna este buraco negro tão especial é a sua massa em relação à galáxia. Estima-se que ele possua cerca de 50 milhões de vezes a massa do nosso Sol. Mais impressionante ainda é o facto de representar, no mínimo, dois terços da massa total da sua galáxia. Um domínio tão avassalador do buraco negro sobre a galáxia é algo verdadeiramente fora do comum.

Para se perceber o quão anómalo isto é, basta compará-lo com o universo próximo. Nas galáxias vizinhas da nossa, o buraco negro central corresponde apenas a uma pequeníssima fração da massa total. No caso de Abell2744-QSO1, essa proporção é milhares de vezes maior do que o habitual. É esta enorme discrepância que deixou os cientistas perplexos e ansiosos por explicações.

A própria galáxia que rodeia o buraco negro apresenta características de grande juventude. É composta essencialmente por hidrogénio e hélio, os elementos mais primordiais do universo. A sua metalicidade, ou seja, a quantidade de elementos mais pesados, é inferior a 0,5% da do Sol. Isto confirma que se trata de uma galáxia muito jovem, que ainda mal começou a produzir estrelas e elementos mais complexos.

O buraco negro de Abell2744-QSO1 representa pelo menos dois terços da massa da sua galáxia, observada apenas 700 milhões de anos após o Big Bang.

Como foi medido

Uma descoberta desta importância exige medições extremamente rigorosas. Para as obter, o James Webb recorreu a um instrumento chamado NIRSpec, que permitiu mapear a velocidade do gás de hidrogénio em torno do buraco negro. Os cientistas verificaram que este gás se move de forma ordenada, orbitando o buraco negro tal como os planetas orbitam o Sol. Este tipo de movimento é conhecido como movimento kepleriano.

Este pormenor técnico é crucial para a fiabilidade do resultado. Ao observar como o gás orbita, os investigadores conseguiram calcular a massa do buraco negro diretamente, aplicando as leis da gravidade. Assim, em vez de recorrerem a estimativas indiretas e a suposições, obtiveram um valor muito mais sólido e credível. É esta robustez que dá tanto peso à descoberta.

Uma mudança de paradigma

As implicações destes dados para a astrofísica são enormes. O facto de o buraco negro ser tão desproporcionadamente grande sugere que ele não se formou da maneira tradicional. Ou seja, não terá resultado apenas do colapso de estrelas nem do lento crescimento por fusões sucessivas. Pelo contrário, tudo indica que ele terá tido uma origem própria e independente da galáxia.

Os próprios cientistas não escondem o entusiasmo perante estas conclusões. Roberto Maiolino, investigador da Universidade de Cambridge, descreveu a descoberta como uma mudança de paradigma. Segundo ele, trata-se de uma revisão total dos cenários clássicos sobre a forma como os buracos negros se formam. Uma nova hipótese ganha assim força, a de que estes gigantes possam ter nascido diretamente no universo primitivo, antes mesmo das suas galáxias. Descobertas como esta mostram como o James Webb continua a reescrever a nossa compreensão do cosmos.