Astrônomos usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST, na sigla em inglês) podem estar próximos de resolver o mistério dos “pontos vermelhos pequenos” no Universo primitivo.
A equipe estudou um desses objetos estranhos, denominado GLIMPSE-17775, encontrando evidências de que é uma estrela de buraco negro — um buraco negro supermassivo que se alimenta vorazmente e cresce, envolvido em uma nuvem densa de gás parcialmente ionizado.
O que são os pontos vermelhos pequenos
Os pontos vermelhos pequenos começaram a aparecer quando o Webb começou a enviar dados de volta à Terra em 2022;
Alguns cientistas disseram que eles “quebraram a cosmologia” porque aparecem em grandes números cerca de 600 milhões de anos após o Big Bang, mas parecem desaparecer antes do universo atingir dois bilhões de anos;
Várias explicações para os pontos vermelhos pequenos foram propostas, mas uma que emergiu como favorita é o conceito de estrelas de buraco negro;
Se as estrelas de buraco negro existem, o desaparecimento dos pontos vermelhos pequenos seria resultado de seus intensos e breves surtos de crescimento que fazem com que se esgotem — ou porque os buracos negros supermassivos em crescimento em seus centros eventualmente removem o gás e poeira densos que os obscurecem, mudando sua aparência à medida que evoluem para galáxias ativas mais típicas.
O problema era que os astrônomos não conseguiram reunir evidências observacionais de que os pontos vermelhos pequenos são de fato estrelas de buraco negro. Isso foi até o JWST fotografar o ponto vermelho pequeno GLIMPSE-17775, visto como era apenas 1,8 bilhão de anos após o Big Bang, enquanto fazia observações do aglomerado de galáxias de lente gravitacional Abell S1063.
“Nenhum dos pontos vermelhos pequenos anteriores tem todas as peças de evidência no mesmo lugar”, disse Vasily Kokorev da Universidade do Texas em Austin, em nota. “Com GLIMPSE-17775, podemos testar esses modelos por causa de quão profundo e surpreendente é o espectro desta fonte.”
O papel das lentes gravitacionais
O Webb capturou o GLIMPSE-17775 enquanto procurava pela primeira geração de estrelas em nosso Universo, chamadas de estrelas “População III“. O telescópio procurou por essas estrelas particulares nas galáxias que compõem o aglomerado de galáxias Abell S1063.
Abell S1063 é uma lente gravitacional, o que significa que sua influência gravitacional massiva curva o tecido do espaço e tempo. Isso pode criar um efeito de ampliação, permitindo que os cientistas observem GLIMPSE-17775 — essencialmente transformando 30 horas de tempo de observação em cerca de 80.
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Evidências de uma estrela de buraco negro
A equipe identificou várias linhas de evidência nas observações do JWST que indicam que o “ponto vermelho pequeno” GLIMPSE-17775 é de fato uma estrela de buraco negro:
Emissões de elementos que não se conformam com o que seria esperado em uma nuvem de gás em rotação;
Linhas de emissão que indicam dispersão de elétrons, esperada quando uma fonte de radiação está envolvida por um casulo vasto e denso de gás;
Sinais de fluorescência e radiação que absorve hélio;
Linhas espectrais de ferro, que a equipe chamou de “floresta de ferro”.
Se os pontos vermelhos pequenos são buracos negros supermassivos em rápida acreção, envolvidos por envelopes densos de gás, isso explicaria por que esses objetos misteriosos são tão fracos em raios-X, já que esses casulos devem absorver essa radiação de alta energia.
Próximos passos
“Tudo se encaixa, nada está quebrado, e eu acho que isso torna o quebra-cabeça que é nosso Universo ainda melhor“, concluiu Kokorev. “Olhando para frente, estou ansioso para mergulhar mais fundo e aprender sobre o que está alimentando os motores centrais dos pontos vermelhos pequenos. Embora pensemos que é um buraco negro, há algumas outras teorias interessantes sendo propostas, o que é emocionante.”
A pesquisa da equipe foi publicada na revista The Astrophysical Journal.
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