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Investigadores lançam luz sobre origens dos buracos negros


Ilustração de um buraco negro.

Astrofísicos encontraram evidências da formação direta de buracos negros que não precisam de emergir de uma estrela remanescente - uma descoberta que pode fornecer aos cientistas uma explicação para a presença de buracos negros extremamente massivos nos estágios iniciais do nosso Universo.

Os professores de Física e Astronomia Shatanu Basu e Arpan Das, da Universidade Western, Canadá, desenvolveram uma explicação para a distribuição observada de massas e luminosidades de buracos negros supermassivos, para as quais não havia anteriormente explicação científica.

O estudo foi publicado na passada sexta-feira na revista The Astrophysical Journal Letters.

A descoberta é baseada na simples suposição de que os buracos negros supermassivos se formam rapidamente em curtos períodos de tempo e então - de repente - param. Esta explicação contrasta com o entendimento atual de que os buracos negros de massa estelar emergem quando o núcleo de uma estrela massiva colapsa sobre si próprio.

"Esta é uma evidência observacional indireta de que os buracos negros originam de colapsos diretos e não de remanescentes estelares," disse Basu, especialista reconhecido internacionalmente dos estágios iniciais de formação estelar e de evolução de discos protoplanetários.

Basu e Das desenvolveram o novo modelo matemático calculando a função de massa dos buracos negros supermassivos que se formam ao longo de um período de tempo limitado e sofrem um rápido crescimento exponencial de massa. O crescimento em massa pode ser regulado pelo limite de Eddington que é definido por um balanço de forças de radiação e gravitação ou pode até excedê-lo por um fator modesto.

"Os buracos negros supermassivos tiveram apenas um curto período de tempo para crescer depressa e, em algum momento, devido a toda a radiação no Universo criada por outros buracos negros e estrelas, a sua produção foi interrompida," explicou Basu. "Este é o cenário de colapso direto."

Durante a última década, vários buracos negros supermassivos, 1 bilhão de vezes mais massivos do que o Sol, foram descobertos em grandes desvios para o vermelho, o que significa que já existiam no Universo apenas 800 milhões de anos após o Big Bang. A presença destes buracos negros jovens e massivos põe em causa a nossa compreensão da formação e do crescimento dos buracos negros.

O cenário de colapso direto permite que as massas iniciais sejam muito maiores do que o implícito no cenário padrão de remanescente estelar, e pode ter um grande papel na explicação das observações. Este novo resultado fornece evidências de que os buracos negros, por meio de colapso direto, foram produzidos no Universo inicial.

Basu é da opinião que estes novos resultados podem ser usados para inferir a história da formação dos buracos negros extremamente massivos que existem nos primeiros tempos do nosso Universo e que é preciso mais trabalho para comprovar a sua validade.

FONTE: ASTRONOMIA ONLINE

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