Como se formam os buracos negros no universo?

(Dan Tri) - Buracos negros são gigantes com massas milhões a bilhões de vezes maiores que a do nosso Sol. Eles criam forças gravitacionais tão fortes que nem mesmo a luz consegue escapar.

Simulação de um buraco negro supermassivo (Ilustração: Adobe).

No centro da maioria das galáxias espreita um gigante cósmico: um buraco negro supermassivo. Esses objetos misteriosos, com massas milhões a bilhões de vezes maiores que a do nosso Sol, exercem uma força gravitacional tão intensa que nem mesmo a luz consegue escapar.

Os buracos negros são tão massivos que moldam as galáxias ao seu redor. Eles influenciam a formação de estrelas, a evolução das galáxias e até mesmo os movimentos de aglomerados estelares inteiros.

Nossa Via Láctea não é exceção. Em seu centro está Sagitário A*, um buraco negro supermassivo com uma massa equivalente a quatro milhões de sóis. Embora esses buracos negros sejam cruciais para a existência das galáxias, ainda não sabemos ao certo como eles se formam.

No entanto, um novo estudo do modelo Pop III.1, liderado pelo astrofísico teórico Jonathan Tan, da Universidade da Virgínia, aborda esse problema intrigante com uma perspectiva inovadora.

O professor Tan baseia-se em décadas de pesquisa para lançar as bases de uma nova teoria que poderá explicar como se formaram esses corpos cósmicos gigantes.

Segundo pesquisas realizadas por ele e seus colegas, o colapso da primeira geração de estrelas, também conhecidas como protoestrelas, pode ter levado à formação de buracos negros supermassivos.

Modelo Pop III.1

Estrelas formadas a partir de hidrogênio e hélio primordiais são chamadas de estrelas de População III (Ilustração: Espaço).

No início do universo, muito antes do surgimento de galáxias e planetas, nasceu a primeira geração de estrelas. Essas estrelas, formadas a partir de hidrogênio e hélio primordiais, foram denominadas estrelas da População III pelos astrofísicos.

O modelo Pop III.1, desenvolvido pelo professor Jonathan Tan, descreve estrelas que se formaram em ambientes não afetados por elementos mais pesados. Sem carbono, oxigênio ou metais pesados ​​para regular o processo de resfriamento, essas primeiras estrelas poderiam ter atingido massas extremamente elevadas.

Imagine estrelas centenas de vezes mais massivas que o nosso Sol. Seu tamanho enorme lhes confere uma vida curta, colapsando rapidamente para formar os primeiros buracos negros.

Esses buracos negros primordiais, remanescentes de estrelas da População III, atuam como sementes para o crescimento de buracos negros gigantes. Eventualmente, eles crescem e se tornam os buracos negros supermassivos que vemos hoje nos centros das galáxias. Cientistas chegaram a descobrir um buraco negro supermassivo com uma massa 36 bilhões de vezes maior que a do Sol.

As estrelas da População III.1 também desempenharam um papel fundamental na formação do universo primitivo. Sua poderosa radiação ionizou o gás hidrogênio circundante, iniciando a reionização do universo.

Este foi um momento crucial em que o universo mudou sua estrutura e equilíbrio energético. O resultado foi uma súbita iluminação cósmica, conhecida como "flash" nos círculos astronômicos.

A dupla influência das estrelas de População III.1 torna-as importantes para a compreensão dos primórdios da estrutura cósmica.

Desafios e alternativas

O modelo Pop III.1 ainda é considerado uma teoria cientificamente aceita (Ilustração: Espaço).

Além de explicar a formação de buracos negros supermassivos, a teoria Pop III.1 também aborda diversos problemas importantes ainda não resolvidos na cosmologia.

Essas questões incluem a "tensão de Hubble", o debate sobre a energia escura dinâmica e também anomalias relacionadas às massas dos neutrinos.

Ao relacionar as primeiras estrelas e seus remanescentes de buracos negros à evolução em larga escala do universo, o modelo do Professor Tan oferece uma perspectiva única que pode ajudar a desvendar muitos mistérios.

O cenário Pop III.1 não é a única ideia, no entanto. Outras teorias sugerem que buracos negros primordiais se formaram diretamente a partir de flutuações de densidade nos primeiros segundos após o Big Bang.

Esses buracos negros podem ser as sementes de buracos negros supermassivos. Outra abordagem aponta para o colapso direto de nuvens gigantes de gás que não formam estrelas.

Cada teoria propõe um mecanismo diferente, todos com o objetivo de explicar os mistérios do universo.

As previsões do modelo Pop III.1 sobre a ionização do universo primordial também são questionadas. Restrições observacionais sobre a radiação cósmica de fundo em micro-ondas, particularmente o efeito Sunyaev-Zeldovich dinâmico, sugerem que a quantidade e o momento da reionização podem ser difíceis de conciliar.

Apesar disso, o modelo Pop III.1 ainda é considerado uma teoria convincente, continuando a alimentar o debate sobre como se formou uma das primeiras estruturas do universo.

Fonte: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/ho-den-trong-vu-tru-hinh-thanh-nhu-the-nao-20250923030226135.htm