Entre estrelas e buracos negros: a nova teoria sobre os pequenos pontos vermelhos
No universo primitivo, pequenos pontos vermelhos intrigam astrónomos com a sua luminosidade intensa e tamanho compacto, desafiando teorias clássicas. Descubra mais aqui!
Nos últimos anos, as observações astronómicas realizadas com telescópios espaciais de última geração, como o James Webb Space Telescope (JWST), revelaram uma população intrigante de objetos no universo distante: pequenos pontos extremamente brilhantes, compactos e com coloração avermelhada intensa.
Esses objetos são observados em épocas muito próximas ao Big Bang, quando o universo tinha cerca de um bilião de anos, apenas 7% da sua idade atual. Embora o seu tamanho seja modesto, correspondendo a aproximadamente um décimo das galáxias típicas conhecidas, a sua luminosidade desafia as explicações convencionais.
A cor avermelhada pode ser explicada por dois fatores principais: o desvio para o vermelho (redshift) causado pela expansão do universo e a presença de poeira cósmica que absorve luz azul e ultravioleta, deixando prevalecer os tons mais longos de onda. Contudo, a origem do brilho intenso ainda é um enigma.
Duas hipóteses clássicas
Antes da formulação da nova teoria, duas hipóteses dominavam as discussões: Galáxias compactas dominadas por estrelas. Nesse cenário, os pequenos pontos vermelhos seriam sistemas galácticos densamente povoados por estrelas, possuindo taxas extremamente elevadas de formação estelar.
O brilho intenso viria da luz emitida por essas estrelas jovens e massivas. No entanto, cálculos de densidade estelar indicam valores tão altos que se tornariam fisicamente improváveis, desafiando os modelos de estabilidade gravitacional.Galáxias alimentadas por buracos negros supermassivos é outra possibilidade.
Estes objetos podem conter buracos negros de milhões ou até biliões de massas solares nos seus núcleos, cuja acreção de matéria libertaria energia suficiente para explicar a luminosidade.
O problema dessa hipótese é que, para o tamanho reduzido dessas galáxias, os buracos negros teriam que ser desproporcionalmente grandes, algo que os modelos de evolução cósmica consideram improvável nessa fase tão inicial.
A nova abordagem
Diante das limitações dessas explicações, os astrónomos Fabio Pacucci e Avi Loeb propuseram uma nova perspetiva, segundo a Ciencia Plus.
Em vez de tentar determinar apenas o que compõe a luz observada, eles tentaram compreender como é que esses objetos se formaram e quais os processos que poderiam gerar, simultaneamente, elevada luminosidade e tamanho compacto sem recorrer a condições extremas.
A proposta considera que esses pequenos pontos vermelhos podem representar uma fase intermediária na evolução galáctica, combinando características de aglomerados estelares massivos e de núcleos ativos em crescimento.
Essa abordagem híbrida permite explicar a intensidade luminosa e o tamanho reduzido sem extrapolar para valores fisicamente inviáveis.
Além disso, sugere que esses objetos poderiam evoluir para galáxias mais massivas, tornando-se peças-chave para compreender como o universo passou das suas primeiras estruturas para os sistemas complexos que vemos hoje.
Implicações para a cosmologia
Se essa teoria estiver correta, os pequenos pontos vermelhos seriam progenitores precoces de galáxias elípticas e núcleos ativos.
Isso implicaria que, já no primeiro bilhão de anos, a coevolução entre buracos negros e galáxias estava em pleno andamento.
Tal conclusão reforça a ideia de que o crescimento de buracos negros supermassivos e a formação de galáxias não são processos independentes, mas intimamente conectados desde as fases iniciais do cosmos.
Do ponto de vista observacional, a teoria também sugere que a população detetada até agora pode ser apenas a “ponta do iceberg”.
Muitos objetos semelhantes, menos luminosos ou mais obscurecidos pela poeira, podem estar além da capacidade de detecção atual. Isto abre caminho para buscas futuras em comprimentos de onda diferentes, como o rádio e o submilimétrico.
Desafios e próximos passos
Apesar de promissora, a nova teoria ainda precisa ser testada por meio de simulações cosmológicas detalhadas e observações mais precisas.
O JWST e futuros telescópios, como o Extremely Large Telescope (ELT), permitirão investigar com mais profundidade a estrutura interna desses objetos, medindo as suas massas, taxas de formação estelar e possíveis assinaturas de buracos negros ativos.
Outra linha de investigação envolve o estudo das assinaturas químicas na luz desses pontos vermelhos. Elementos pesados, como oxigénio e ferro, indicariam ciclos anteriores de formação e morte estelar, ajudando a determinar se essas estruturas surgiram rapidamente ou se já possuíam um histórico evolutivo mais longo.