Na astrofísica, a teoria geralmente precede a observação em décadas. A Relatividade Especial de Einstein previu lentes gravitacionais, mas só muito mais tarde é que os telescópios puderam confirmá-la. Agora, com a sensibilidade sem precedentes do Telescópio Espacial James Webb, outra previsão há muito esperada é finalmente visível:buracos negros em fuga.

“Buracos negros em fuga” são buracos negros supermassivos ejetados de suas galáxias hospedeiras, viajando a velocidades que os mantêm em trajetórias intergalácticas abertas. Eles são análogos aos cometas interestelares como o 3I/ATLAS, que foram vistos atravessando nosso sistema solar fora da Via Láctea. Embora as escalas sejam diferentes, ambos os objetos são lançados em alta velocidade por estilingues gravitacionais quando dois corpos massivos passam um pelo outro na distância e no ângulo certos. Nesta última descoberta, o buraco negro supermassivo foi provavelmente lançado por outro companheiro supermassivo.

Embora não possamos ver um buraco negro diretamente, a sua passagem deixa uma marca detectável nas estrelas circundantes. Uma pré-impressão não publicada de 2025 no arXiv relata um rastro estelar de 200.000 anos-luz, deixando um rastro de um brilhante “choque supersônico” que forma a cabeceira da corrente. Os cálculos sugerem que o buraco negro está a fugir do centro da sua galáxia hospedeira a cerca de 3,2 milhões de quilómetros por hora.

De uma dica borrada a uma visualização nítida e de alta resolução

O rastro origina-se de uma região a cerca de 7 bilhões de anos-luz de distância, explicando por que apenas o Telescópio Espacial James Webb poderia resolvê-lo. Modelos teóricos têm cogitado a possibilidade de buracos negros fugitivos desde a década de 1970, mas a prova observacional tem sido ilusória até agora.

Em 2023, Pieter vanDokkum, de Yale, identificou pela primeira vez uma faixa tênue em imagens de arquivo do Hubble, mas o sinal era fraco demais para distinguir estrelas individuais. Quando a óptica superior de Webb foi direcionada para as mesmas coordenadas, o fluxo estelar se transformou em um choque de proa distinto e um rastro de rastro.

Um choque de arco cósmico reflete a forma de um barco cortando a água. À medida que o buraco negro em fuga passa pelas estrelas a milhões de quilómetros por hora, a sua gravidade comprime a densidade estelar à sua frente, formando um “arco” brilhante. A imensa velocidade então dispersa a maioria dessas estrelas em um rastro, deixando para trás um rastro visível que trai o viajante invisível. Embora o estudo continue a ser uma pré-impressão, vanDokkum e colegas já estão à procura de evidências adicionais desses buracos negros de alta velocidade.