Um grupo de astrofísicos americanos da Universidade da California e da Universidade Columbia propôs uma maneira de identificar buracos negros supermassivos que originalmente não cresceram do material de estrelas comuns, mas de buracos negros primordiais que nasceram logo após o Big Bang. Esses objetos podem conter assinaturas fracas do início dos tempos.
Os maiores buracos negros se formaram com surpreendente rapidez, em menos de um bilhão de anos após o Big Bang, e agora brilham das profundezas do universo na forma de quasares brilhantes. Existem agora pelo menos 200 buracos negros supermassivos que existiam quando o universo ainda não tinha um bilhão de anos. Os cientistas também confirmaram a existência de pelo menos um buraco negro supermassivo que se formou quando o universo tinha menos de 700 milhões de anos.
Na era moderna, os buracos negros são formados como resultado da morte de estrelas gigantes, quando todo o seu combustível nuclear é queimado. Como resultado do colapso dessa estrela, nasce um buraco negro, cuja massa é várias dezenas de vezes maior do que a massa do Sol. Este objeto atrai o material circundante, o gás, e pode se fundir com outros buracos negros no futuro, de modo que, eventualmente, se ela tiver sorte, se tornará “supermassivo.”
O problema, entretanto, é que todos esses processos levam um bom tempo. Antes que o universo tivesse 1 bilhão de anos, as primeiras estrelas e galáxias estavam apenas começando a se formar. Assim, o aparecimento de buracos negros supermassivos em tão pouco tempo está além do escopo dos processos astrofísicos conhecidos. Muitos cientistas acreditam que os quasares poderiam ter aparecido cedo o suficiente apenas se seu núcleo não fosse de estrelas massivas, mas de alguns outros objetos formados sob condições especiais como resultado de flutuações na densidade da “sopa” primordial diretamente dos núcleons nos primeiros momentos do Big Bang, mesmo antes da era da nucleossíntese primária.
Seria mesmo possível identificar buracos negros originários do próprio Big Bang?
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Por exemplo, podem ser buracos negros primordiais com massas superiores a 100 milhões de massas solares. Para distinguir esses buracos negros supermassivos daqueles nascidos de estrelas comuns, os astrofísicos sugeriram prestar atenção aos arredores. A modelagem mostra que altas concentrações de deutério e hélio devem ser observadas perto de buracos negros supermassivos primordiais. Essas frações podem ser aumentadas em comparação com buracos negros “comuns” em mais de 10%, mas o conteúdo de lítio, ao contrário, deve ser reduzido em pelo menos 10%. Além disso, tais anomalias serão observadas a distâncias de até vários milhares de anos-luz de tal objeto.
Evidências dessas abundâncias iniciais alteradas de deutério, hélio e lítio podem ainda estar presentes nas proximidades do objeto se ele ainda não teve tempo de absorver o gás que circundava os buracos negros primordiais em quantidades suficientes, ou seja, não havia processos de acreção (a precipitação de matéria no buraco negro) ainda bastante ativo. O estudo das galáxias hospedeiras de tais quasares antigos com mudanças no espectro vermelho muito grandes (isto é, aqueles localizados a distâncias máximas da Terra), bem como seus arredores com os mais modernos telescópios, pode revelar tais anomalias importantes e confirmar a hipótese do nascimento de muitos buracos negros primordiais na aurora do universo.
