Como os buracos negros são formados no universo?

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

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

No centro da maioria das galáxias, esconde-se um gigante cósmico: um buraco negro supermassivo. Esses objetos misteriosos, com massas de milhões a bilhões de vezes maiores que a do nosso Sol, exercem uma atração gravitacional tão forte 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.

A nossa Via Láctea não é exceção. No seu centro está Sagitário A*, um buraco negro supermassivo cuja massa equivale a quatro milhões de sóis. Embora esses buracos negros sejam cruciais para a existência das galáxias, ainda não sabemos ao certo como 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 nova perspectiva.

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

De acordo com pesquisas feitas 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 Pop III (Ilustração: Espaço).

No universo primitivo, 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 chamadas de estrelas Pop 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 altas.

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 Pop III, atuam como sementes para o crescimento de buracos negros gigantes. Eventualmente, eles crescem e se tornam os buracos negros supermassivos que hoje vemos no centro das galáxias. Cientistas até descobriram um buraco negro supermassivo que pesa 36 bilhões de vezes mais que o Sol.

As estrelas Pop 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 iluminação cósmica repentina, conhecida como "flash" nos círculos astronômicos.

A dupla influência das estrelas Pop III.1 as torna importantes para entender os 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 vários problemas importantes 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 vincular 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.

No entanto, o cenário Pop III.1 não é a única ideia. Outras teorias sugerem que os 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 visando 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 dinâmico Sunyaev-Zeldovich, sugerem que a quantidade e o momento da reionização podem ser difíceis de conciliar.

No entanto, o modelo Pop III.1 ainda é considerado uma teoria convincente, continuando a alimentar o debate sobre como uma das primeiras estruturas do universo se formou.

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