Pela primeira vez, dois buracos negros colossais vistos colidindo no amanhecer cósmico: WebCuriosos

Acabamos de ver a confirmação concreta de que as galáxias poderiam colidir e crescer no Universo primordial.

Os cientistas finalmente capturaram dois quasares em chamas – galáxias alimentadas por buracos negros supermassivos – no próprio ato de se fundirem na Aurora Cósmica, apenas 900 milhões de anos após o Big Bang.

É o primeiro par de quasares em colisão que encontramos nesta época. Uma época de intensa formação cósmica na sequência do Big Bang, este período deveria estar positivamente repleto de galáxias em fusão, mas pesquisas anteriores apenas revelaram solitários.

Os astrónomos estão aliviados e satisfeitos por finalmente terem encontrado uma – uma deteção que poderia ajudar a revelar mais colisões galácticas na Aurora Cósmica, agora que temos um exemplo que nos mostra o que procurar.

“A existência de quasares em fusão na Época da Reionização foi antecipada há muito tempo,” explica o astrônomo Yoshiki Matsuoka, da Universidade Ehime, no Japão. “Agora foi confirmado pela primeira vez.”

Os quasares estão entre os objetos mais brilhantes do Universo. São galáxias nas quais o buraco negro supermassivo se alimenta a uma velocidade tremenda: uma gigantesca nuvem de poeira e gás o rodeia, da qual o buraco negro que está dentro dele está positivamente devorando. Este processo produz grandes quantidades de luz resplandecente a partir das forças de fricção e gravitacionais que atuam na nuvem, fazendo-a brilhar.

Os cientistas acreditam que os quasares podem formar-se quando duas galáxias se fundem, um processo que resulta numa maior concentração de material no centro galáctico. E vimos muitas evidências de fusões passadas e em curso no Universo mais recente, incluindo centros galácticos com dois ou mais buracos negros supermassivos numa rota de colisão lenta e em espiral.

Por causa disso, e porque encontramos muitos quasares no Universo primordial (em parte porque são mais brilhantes e, portanto, mais fáceis de ver), os cosmólogos esperam uma alta taxa de fusões de galáxias durante a Aurora Cósmica.

Isto, por sua vez, ajudar-nos-ia a compreender um período inicial do Universo conhecido como a Época da Reionização, no qual uma luz poderosa ionizou o nevoento hidrogénio neutro, fazendo com que se dissipasse e permitindo que a luz fluísse livremente.

Mas, na verdade, encontrar essas fusões revelou-se extremamente complicado.

Na verdade, a descoberta foi bastante acidental. Matsuoka e colegas estavam debruçados sobre dados recolhidos pelo Telescópio Subaru quando encontraram algo incomum.

“Ao examinar imagens de candidatos a quasar, notei duas fontes semelhantes e extremamente vermelhas, uma ao lado da outra,” Matsuoka diz. “A descoberta foi puramente acidental.”

Um par de bolhas vermelhas lado a lado pode ser uma série de coisas. Por exemplo, a luz de um único objeto pode ser dividida e duplicada pela deformação gravitacional do espaço-tempo entre a fonte e o observador, fazendo com que um único objeto se pareça com dois ou mais.

Assim, os investigadores realizaram observações de acompanhamento utilizando o Telescópio Subaru e o Gemini North, bem como o Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA).

Estas observações revelaram que os objetos não só eram reais e muito distantes, mas também estavam próximos uns dos outros, separados por uma lacuna de apenas 40.000 anos-luz.

A equipe descobriu também que uma proporção significativa da luz emitida pelas galáxias provém da formação estelar e que uma ponte de gás as conecta, revelando que as duas estão interagindo – e em processo de fusão.

Cada um também parece abrigar um buraco negro supermassivo com cerca de 100 milhões de vezes a massa do Sol. Isso é enorme para o Universo primitivo – até o buraco negro central da Via Láctea tem apenas 4,3 milhões de massas solares.

É uma descoberta espetacular e que promete mais do mesmo no futuro. Entretanto, os investigadores estão a trabalhar na análise das observações do ALMA para caracterizar a poeira e o gás que rodeia as duas galáxias. As descobertas serão publicadas em um artigo separado.

A pesquisa foi publicada em As cartas do jornal astrofísico.