Durante décadas, enquanto os astrônomos detectaram buracos negros com a massa de alguns sóis ou de milhões de sóis, o elo perdido dos buracos negros tem escapado da descoberta. Agora, um novo estudo sugere que tais buracos negros de massa intermediária podem não existir no Universo dos dias de hoje por causa da velocidade que estes BN crescem.
Os cientistas pensam que os buracos negros de massa estelar – até algumas vezes a massa do sol – se formam quando estrelas gigantes morrer e caem sobre si mesmas. Ao longo dos anos, os astrônomos detectaram um número de buracos negros de massa estelar no universo próximo e, em 2010, os pesquisadores detectaram o primeiro buraco negro do tipo fora do aglomerado local de galáxias próximas conhecidos como o Grupo Local.
Como grandes buracos negros como de massa estelar possam parecer, são pequenas em comparação com os chamados buracos negros supermassivos que tem milhões a bilhões de vezes a massa do Sol, que formam o coração da maioria, se não todas, as grandes galáxias. Os mais antigos buracos negros supermassivos encontrados até à data incluem um encontrado em 2015 – com uma massa de cerca de 12 bilhões de massas solares – que existia quando o Universo tinha apenas 875 milhões de anos. Este achado e outros sugerem que muitos buracos negros nasceram no início dos tempos, quando o Universo era menor e a matéria era mais concentrada, tornando mais fácil para eles se formarem e crescerem.
Muito ainda permanece incerto sobre como os buracos negros chegam ao tamanho supermassivo e influenciam o Universo ao seu redor. Como tal, os astrônomos querem analisar os buracos negros de massa intermediária de cerca de 100 a 10.000 massas solares – o intervalo no qual os astrônomos acreditam que se encontram os buracos negros de estágios intermediários entre os BN de massa estelar e buracos negros supermassivos.
No entanto, enquanto os astrônomos descobriram uma série de potenciais buracos negros de massa intermediária, a evidência permanece inconclusiva, disseram os astrofísicos Tal Alexander no Instituto Weizmann de Ciência em Rehovot, Israel, e Ben Bar-Or, no Instituto de Estudos Avançados de Princeton, Nova Jersey.
Agora, esses pesquisadores sugerem a escassez desses elos pode ser devido à velocidade com que os buracos negros podem crescer. Eles detalharam suas descobertas online na edição de 19 de junho da revista Nature.
Nos últimos anos, os cientistas descobriram uma dúzia de casos de buracos negros devorando estrelas. Se os buracos negros cresceram apenas por consumir estrelas e, objetos compactos densos como anãs brancas e estrelas de nêutrons em vez de, digamos, nuvens gigantes de gás ou a matéria escura, os pesquisadores estimaram que os buracos negros ainda iriam crescer a uma taxa relativamente constante por 10.000 anos. (Se eles podem devorar gás ou matéria escura, eles poderiam crescer ainda mais rápido, mas os dados relativos a esses materiais no universo primordial são mais abertos a questionamento).
Embora 10.000 anos possa não parecer especialmente rápido, isso significa que mesmo um buraco negro de massa estelar pode crescer completamente após o estágio intermediário depois de 10 bilhões de anos. Em comparação, o Universo tem cerca de 13,8 bilhões de anos.
Estes resultados sugerem que as sementes para buracos negros supermassivos “foram criadas muito cedo em galáxias, quando as coisas eram mais densas,” disse Bar-Or ao Space.com. Estas sementes já ultrapassaram o estágio de massa-intermediária por cerca de 1,6 bilhões para 2,2 bilhões de anos após o Big Bang – “alguns ou mesmo a maioria dos buracos negros podem ter passado o limite de massa do buraco negro supermassivo ainda mais cedo,” disse Alexander ao Space.com.
Embora os pesquisadores digam que os buracos negros de massa intermediária podem existir nos dias atuais em áreas densas, como aglomerados globulares de estrelas, eles permanecem sendo difíceis de identificar porque a luz produzida por a queda de objetos dentro deles “não é espetacular, e há outros objetos que podem produzi-la”, disse Alexander.
Em vez disso, “a melhor forma de encontrar e identificar os buracos negros de massa intermediária não é pela emissão de luz, mas pela emissão de ondas gravitacionais”, disse Alexander. As ondas gravitacionais são ondulações no espaço de tela e tempo, e a missão Evolved Laser Interferometer Espaço Antena (ELISA) atualmente prevista para 2034, poderá detectar ondas gravitacionais geradas “quando dois buracos negros de massa intermediária aglutinam-se junto”, disse Alexander.