Quasares são objetos luminosos com buracos negros supermassivos em seus centros, visível em vastas distâncias cósmicas. A matéria em queda aumenta a massa do buraco negro e também é responsável pelo brilho do quasar. Agora, usando o W.M. Observatório Keck no Havaí, astrônomos liderados por Christina Eilers descobriram quasares extremamente jovens com uma propriedade intrigante:esses quasares têm a massa de cerca de um bilhão de sóis, ainda colecionam matéria há menos de 100, 000 anos. A sabedoria convencional diz que os quasares daquela massa deveriam ter puxado a matéria mil vezes mais do que isso - um enigma cósmico. Os resultados foram publicados na edição de 2 de maio do Astrophysical Journal .

No coração de cada galáxia massiva se esconde um buraco negro supermassivo. Como esses buracos negros se formaram, e como eles cresceram para ser tão massivos quanto milhões ou até bilhões de sóis, é uma questão em aberto. Pelo menos algumas fases de crescimento vigoroso são altamente visíveis para os observadores astronômicos:sempre que houver quantidades substanciais de gás girando no buraco negro, a matéria na vizinhança direta do buraco negro emite uma grande quantidade de luz. O buraco negro se transformou intermitentemente em um quasar, um dos objetos mais luminosos do universo.

Agora, pesquisadores do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA) descobriram três quasares que desafiam a sabedoria convencional sobre o crescimento de buracos negros. Esses quasares são extremamente massivos, mas não deveria ter tido tempo suficiente para coletar toda aquela massa. A descoberta, que se baseia em observações no W.M. Observatório Keck no Havaí, vislumbres da história cósmica antiga:por causa de seu brilho extremo, quasares podem ser observados a grandes distâncias. Os astrônomos observaram quasares cuja luz levou quase 13 bilhões de anos para chegar à Terra. Em consequência, as observações mostram que esses quasares não são como são hoje, mas como eram há quase 13 bilhões de anos, menos de um bilhão de anos após o big bang.

Os quasares em questão têm cerca de um bilhão de vezes a massa do sol. Todas as teorias atuais de crescimento de buracos negros postulam que, a fim de aumentar essa massa, os buracos negros teriam que coletar matéria em queda, e brilham intensamente como quasares, por pelo menos cem milhões de anos. Mas esses três quasares provaram estar ativos por um tempo muito mais curto, menos de 100, 000 anos. "Este é um resultado surpreendente, "explica Christina Eilers, doutoranda da MPIA e autora principal do presente estudo. "Não entendemos como esses jovens quasares podem ter desenvolvido os buracos negros supermassivos que os alimentam em tão pouco tempo."

Para determinar há quanto tempo esses quasares estavam ativos, os astrônomos examinaram como os quasares influenciaram seu ambiente - em particular, eles examinaram aquecido, principalmente "zonas de proximidade" transparentes em torno de cada quasar. "Simulando como a luz dos quasares se ioniza e aquece o gás ao seu redor, podemos prever quão grande deve ser a zona de proximidade de cada quasar, "explica Frederick Davies, um pesquisador de pós-doutorado na MPIA que é um especialista na interação entre luz de quasar e gás intergaláctico. Uma vez que o quasar foi "ligado" pela matéria, essas zonas de proximidade crescem muito rapidamente. "Dentro de uma vida de 100, 000 anos, os quasares já devem ter grandes zonas de proximidade. "

Surpreendentemente, três dos quasares tinham zonas de proximidade muito pequenas - indicando que a fase ativa do quasar não pode ter se estabelecido em mais de 100, 000 anos antes. "Nenhum modelo teórico atual pode explicar a existência desses objetos, "diz o professor Joseph Hennawi, que lidera o grupo de pesquisa da MPIA que fez a descoberta. "A descoberta desses jovens objetos desafia as teorias existentes sobre a formação de buracos negros e exigirá novos modelos para entender melhor como os buracos negros e as galáxias se formaram."

Os astrônomos já planejaram seus próximos passos. "Gostaríamos de encontrar mais desses jovens quasares, "diz Christina Eilers, "Embora encontrar esses três quasares incomuns possa ter sido um acaso, encontrar exemplos adicionais implicaria que uma fração significativa da população de quasares conhecida é muito mais jovem do que o esperado. "Os cientistas já solicitaram o tempo do telescópio para observar vários candidatos adicionais. Os resultados, eles esperam, restringirá novos modelos teóricos sobre a formação dos primeiros buracos negros supermassivos no universo - e, por implicação, ajudar os astrônomos a entender a história dos buracos negros supermassivos gigantes no centro das galáxias atuais, como a nossa Via Láctea.