p Uma questão de longa data na astrofísica é:como e quando os buracos negros supermassivos apareceram e cresceram no universo primitivo? Uma nova pesquisa usando o Observatório de raios-X Chandra da NASA e o Sloan Digital Sky Survey (SDSS) sugere que uma resposta a esta pergunta está na forma intermitente como buracos negros gigantes podem consumir material no primeiro bilhão de anos após o Big Bang. p Os astrônomos determinaram que o Big Bang ocorreu há cerca de 13,8 bilhões de anos e têm evidências do SDSS de que buracos negros supermassivos com massas de cerca de um bilhão de vezes a do Sol existiam cerca de 12,8 bilhões de anos atrás. Isso implica que os buracos negros supermassivos cresceram rapidamente no primeiro bilhão de anos após o Big Bang. Ainda, os cientistas têm lutado para encontrar sinais desses buracos negros gigantes em crescimento.

p "Os buracos negros supermassivos não nascem espontaneamente - eles precisam ingerir grandes quantidades de material e isso leva tempo, "disse o autor principal Edwige Pezzulli, Aluno de doutorado da Universidade de Roma na Itália e membro do projeto "FIRST", financiado pelo Conselho Europeu de Investigação. "Estamos tentando descobrir como eles fizeram isso, sem dar muitos sinais reveladores desse crescimento."

p Quando o material está caindo em direção a um buraco negro, fica aquecido, e produz grandes quantidades de radiação eletromagnética, incluindo emissão abundante de raios-X. Buracos negros de crescimento rápido no início do Universo devem ser detectados com o Chandra. Contudo, esses buracos negros supermassivos em crescimento provaram ser elusivos, com apenas alguns, candidatos ainda não confirmados encontrados em observações muito longas do Chandra, como o Chandra Deep Field-South, a imagem de raio-X mais profunda já obtida.

p Para resolver este enigma, Pezzulli e seus colegas examinaram diferentes modelos teóricos e os testaram contra dados ópticos do SDSS e dados de raios-X do Chandra. Suas descobertas indicam que a alimentação de buracos negros durante esta era pode ligar abruptamente e durar por curtos períodos de tempo, o que significa que esse crescimento pode ser difícil de detectar.

p "Em nosso modelo, apenas cerca de um terço dos buracos negros estavam consumindo material ativamente e crescendo 13 bilhões de anos atrás", disse a coautora Rosa Valiante do Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) da Itália e membro da equipe do FIRST. "Cerca de 200 milhões de anos antes, apenas 3% dos buracos negros comiam ativamente. parece, pode ser tudo. "

p Os pesquisadores chegaram às suas conclusões depois de testar várias hipóteses, todos assumindo que o crescimento do buraco negro poderia exceder o chamado limite de Eddington, onde a pressão externa da radiação do gás quente equilibra a atração interna da gravidade do buraco negro.

p Os resultados dos autores argumentaram contra a possibilidade de que apenas uma pequena fração das galáxias durante o primeiro bilhão de anos após o Big Bang contenha buracos negros supermassivos. Também, embora esses primeiros buracos negros tenham sido provavelmente obscurecidos por espessas nuvens de material, os autores descobriram que a maioria dos raios X teria sido capaz de penetrar nessas nuvens.

p O estudo é baseado na ideia de que, quando nasceram, os primeiros buracos negros pesavam apenas cerca de cem sóis. "Essas sementes de buracos negros" leves "podem ser os restos da primeira geração de estrelas massivas formadas apenas algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang", disse a coautora Maria Orofino, Aluno de doutorado da Scuola Normale Superiore na Itália.

p Os pesquisadores, uma equipe de mulheres cientistas, incluindo Simona Gallerani da Scuola Normale Superiore em Pisa e Tullia Sbarrato da Universidade Bicocca de Milão, Na Itália, descobriram que os buracos negros podem aumentar tanto em suas explosões relativamente raras de intenso crescimento que as sementes de luz podem atingir um bilhão de vezes a massa do Sol quando o universo tem apenas um bilhão de anos.

p "Para saber se estamos corretos, teremos de olhar para áreas maiores do céu em raios-X para ver se podemos encontrar o primeiro, banqueteando buracos negros que nossos modelos previram, "disse Raffaella Schneider, da Universidade Sapienza na Itália e líder do projeto ERC FIRST. "Nossos resultados certamente são promissores."