Webb mediu um buraco negro de 13 bilhões de anos — ele se formou antes da sua própria galáxia

O buraco negro na galáxia Abell2744-QSO1 tem uma massa de 50 milhões de sóis. A galáxia que o abriga contém o restante. Essa proporção contradiz todos os modelos conhecidos: em qualquer galáxia que os astrônomos podem estudar hoje, o buraco negro central representa uma fração mínima da massa estelar total. Aqui, ele é dois terços de tudo.

Esse desequilíbrio tem uma explicação específica que vira de cabeça para baixo a ideia de como galáxias e buracos negros evoluem juntos. O time mediu a metalicidade da galáxia — a concentração de elementos mais pesados que hidrogênio e hélio, produzidos pelas estrelas durante sua vida — e encontrou menos de meio ponto percentual em relação ao Sol. Esse valor quase nulo indica que pouquíssimas estrelas haviam nascido e morrido nessa galáxia quando o Webb a observou. O buraco negro já era enorme numa galáxia que era, basicamente, virgem e recém-formada.

A descoberta foi possível graças a uma técnica que o Webb permite usar pela primeira vez. Ao mapear o movimento e a composição do gás em órbita perto do buraco negro — um plasma aquecido sugado para dentro a velocidades mensuráveis —, o time liderado por Roberto Maiolino, da Universidade de Cambridge, calculou a massa de forma direta, sem depender de estimativas teóricas. É a primeira medição direta da massa de qualquer buraco negro no primeiro bilhão de anos de existência do universo.

Leitura recomendadaOs buracos negros mais pesados nascem da fusão de outros buracos negros

O modelo cosmológico padrão prevê que galáxias e seus buracos negros centrais crescem juntos ao longo de bilhões de anos, alimentando-se mutuamente por fusões, fluxos de gás e ciclos de retroalimentação estelar. Abell2744-QSO1 quebra esse esquema. A galáxia é primitiva demais e pequena demais em relação ao seu buraco negro para que os dois tenham evoluído no mesmo ritmo. Algo criou esse buraco negro muito cedo — possivelmente o colapso direto de uma enorme nuvem de gás primordial, ou um buraco negro nascido da primeira geração de estrelas gigantes — e a galáxia cresceu ao seu redor depois.

O resultado não é definitivo. Um único objeto a distância extrema não é suficiente para reescrever a teoria de formação galáctica. O time de Cambridge ressalta que a medição depende de hipóteses sobre a geometria do disco de gás que envolve o buraco negro, e que o Webb não consegue resolver completamente as menores escalas perto do horizonte de eventos. Confirmações independentes com objetos em distâncias similares são necessárias.

Esses objetos estão chegando. Os programas do Webb voltados para regiões de alta densidade galáctica como o aglomerado Abell2744 fornecerão a amostra necessária. O time de Maiolino já analisa candidatos adicionais no mesmo campo. O primeiro censo direto de massas de buracos negros no primeiro bilhão de anos após o Big Bang está em andamento.

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