Astrônomos identificaram três buracos negros supermassivos em atividade dentro da galáxia J0148-4214, localizada a mais de 12,5 bilhões de anos-luz da Terra. O sistema é observado em uma fase muito antiga do Universo, quando ele tinha aproximadamente 1,2 bilhão de anos.
A descoberta foi feita por uma equipe internacional liderada pelo Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), com dados do Telescópio Espacial James Webb. Segundo os pesquisadores, trata-se da primeira evidência de três buracos negros ativos em uma única galáxia no Universo distante.
Dois dos objetos estão próximos do centro galáctico, separados por uma distância projetada de apenas 620 anos-luz. O terceiro fica em uma região mais externa, a cerca de 5.500 anos-luz do centro. Os dois mais próximos devem se fundir nos próximos centenas de milhões de anos, de acordo com a estimativa apresentada no estudo.
Como os objetos foram identificados
Os buracos negros não foram observados diretamente. A equipe analisou padrões específicos na luz emitida pelo gás hidrogênio ao redor deles. A intensa gravidade faz esse gás se mover em velocidades muito altas, deixando marcas identificáveis no espectro luminoso.
No centro da galáxia, o padrão de emissão era complexo demais para ser explicado por uma única fonte. Para separar os dois objetos, os cientistas usaram a espectroastrometria, técnica que rastreia pequenas mudanças na posição das emissões espectrais. As observações foram realizadas com o instrumento NIRSpec, do Webb, no modo de espectroscopia de campo integral.
Sem essa informação espacial detalhada, os sinais provavelmente teriam sido interpretados como pertencentes a apenas um buraco negro.
Massas e crescimento em ritmos diferentes
As estimativas indicam que os três objetos têm massas de aproximadamente 80 milhões, 600 mil e 2 milhões de vezes a massa do Sol. O maior deles, porém, não é o que absorve matéria mais rapidamente.
O buraco negro com cerca de 600 mil massas solares apresenta uma taxa de crescimento estimada acima do limite de Eddington, referência usada por modelos básicos para definir a velocidade máxima de alimentação. Esse ritmo pode ajudar a explicar como alguns buracos negros chegaram a massas enormes em um período relativamente curto da história cósmica.
A galáxia J0148-4214 tem massa estelar total estimada em cerca de 1,3 bilhão de vezes a do Sol. Os pesquisadores afirmam que a proximidade dos dois objetos centrais reforça a possibilidade de que colisões e fusões de galáxias tenham acelerado a formação de buracos negros muito massivos no Universo jovem.
A origem do terceiro objeto ainda não está definida. Ele pode ser remanescente de uma fusão anterior, lançado para longe por um recuo gravitacional, ou estar se deslocando gradualmente em direção ao centro da galáxia. Essas possibilidades são apresentadas como hipóteses.
O resultado também indica que outras galáxias distantes podem abrigar múltiplos buracos negros em crescimento que ainda não foram identificados. Novas observações poderão ajudar a reconstruir a história das fusões e o surgimento dos maiores objetos desse tipo no início do Universo.
