Buraco negro pode ter surgido antes da própria galáxia

Um buraco negro supermassivo visto quando o Universo tinha cerca de 700 milhões de anos pode ter surgido antes da galáxia que hoje o envolve. A conclusão, publicada no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, veio de observações do telescópio espacial James Webb e ajuda a atacar um dos maiores mistérios da astronomia moderna: como esses gigantes cresceram tão cedo após o Big Bang.

O objeto analisado se chama QSO1. Ele chamou atenção porque parece viver em um ambiente quase “virgem”, com baixíssima presença de elementos químicos mais pesados. Isso sugere que poucas estrelas tinham se formado ali.

Ou seja, o buraco negro pode ter aparecido primeiro, e a galáxia começou a crescer em torno dele depois.

Por que isso surpreende

Buracos negros supermassivos costumam ocupar o centro de galáxias, incluindo a Via Láctea. Alguns carregam massas equivalentes a bilhões de sóis. O problema é que os modelos atuais têm dificuldade para explicar como eles ficaram tão grandes tão rápido.

A explicação mais comum diz que buracos negros surgem após explosões de supernovas, no fim da vida de estrelas massivas. Depois, eles crescem ao engolir gás do entorno. Só que esse crescimento enfrenta um limite físico chamado limite de Eddington.

Esse limite funciona como um freio. Quando o brilho do material em queda fica intenso demais, a radiação empurra parte do gás para fora. Isso impede que o buraco negro engorde sem parar. Por isso, encontrar gigantes cósmicos tão cedo na história do Universo segue como um quebra-cabeça.

O que o James Webb viu

A equipe liderada por Roberto Maiolino investigou QSO1 com uma técnica que coleta espectros em cada ponto de uma pequena região do céu. Isso permitiu enxergar com alta resolução tanto a estrutura do gás quanto seus movimentos.

Com esse método, os cientistas conseguiram medir diretamente a massa do buraco negro ao observar sua “esfera de influência”. Essa região funciona como a área onde a gravidade do objeto domina o movimento do gás ao redor.

Os dados também revelaram a composição química da vizinhança. Quando os primeiros átomos surgiram após o Big Bang, o Universo tinha basicamente hidrogênio, hélio e traços de lítio. Elementos mais pesados, como o oxigênio, aparecem depois, dentro das estrelas, e se espalham com explosões de supernovas.

No caso de QSO1, a abundância de oxigênio em relação ao hidrogênio ficou abaixo de 1% do valor medido no Sol. Isso aponta para um ambiente com enriquecimento químico extremamente baixo.

O cenário que ganha força

Esse resultado favorece a chamada hipótese da “semente pesada”. Nessa ideia, alguns buracos negros já nasceriam muito massivos. Eles poderiam surgir do colapso direto de enormes nuvens de material no Universo primitivo ou de buracos negros primordiais, propostos décadas atrás por Stephen Hawking.

QSO1 também faz parte de uma classe apelidada de Little Red Dots (ou Pequenos Pontos Vermelhos), fontes misteriosas vistas pelo James Webb. Alguns astrônomos suspeitam que esses objetos representem galáxias muito jovens, com buracos negros ainda em fase inicial de crescimento.

O que essa descoberta muda

Se a interpretação estiver correta, a ordem tradicional muda. Em vez de uma galáxia formar estrelas, crescer e depois alimentar seu buraco negro central, o processo pode ter começado ao contrário em alguns casos.

Isso amplia o debate sobre a origem dos maiores buracos negros do cosmos. E abre uma pista valiosa para entender como estruturas gigantescas surgiram quando o Universo ainda dava seus primeiros passos.