Durante o primeiro bilhão de anos do universo, os ventos que sopravam dos buracos negros supermassivos nos centros das galáxias eram muito mais frequentes e poderosos do que os observados nas galáxias modernas cerca de 13 bilhões de anos depois. Esses ventos eram tão poderosos que desaceleraram o crescimento dos buracos negros supermassivos de onde emergiram. Estes são os resultados de um estudo liderado por três cientistas do Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF) em Trieste, publicado recentemente na revista Nature.
O trabalho é baseado em observações de 30 quasares feitas com o Very Large Telescope (VLT) no Observatório do Paranal do ESO no Chile. Os quasares são fontes pontuais extremamente brilhantes nos núcleos de galáxias distantes, cuja radiação surge devido à intensa atividade de buracos negros supermassivos centrais que absorvem a matéria circundante. As galáxias hospedeiras desses quasares foram observadas durante o amanhecer cósmico, quando o universo tinha entre 500 milhões e 1 bilhão de anos.
“Pela primeira vez, medimos a fração de quasares no universo jovem que exibem ventos de buraco negro”, diz Manuela Bishetti, pesquisadora do INAF em Trieste e primeira autora do novo estudo. "Ao contrário do que observamos no universo mais próximo de nós, descobrimos que os ventos dos buracos negros no universo jovem são muito comuns, têm uma velocidade de até 17% da velocidade da luz e lançam muita energia em a galáxia hospedeira".
Cerca de metade dos quasares examinados neste estudo mostram ventos de buraco negro que são muito mais comuns e 20 vezes mais poderosos do que os conhecidos em quasares do universo mais próximo, quando o universo tinha cerca de 4 bilhões de anos.
“As observações de buracos negros no universo jovem mostram que eles crescem muito mais rápido do que suas galáxias hospedeiras, enquanto no universo local os buracos negros e as galáxias coevoluem”, acrescenta a coautora do estudo Chiara Feruglio, pesquisadora do INAF em Trieste. "Isso significa que, em algum ponto do universo, um mecanismo que retarda o crescimento dos buracos negros deveria ter funcionado. Nossas observações nos permitiram identificar esse mecanismo nos ventos dos buracos negros que surgiram quando a idade do universo era de 0,5 a 1 bilhão de anos."
Assim, a energia liberada pelos ventos poderia impedir o acúmulo de matéria no buraco negro, desacelerar seu crescimento e iniciar uma fase de "coevolução" entre o buraco negro e sua galáxia hospedeira. “Este estudo permitiu-nos identificar uma era na história do universo em que a influência dos ventos dos buracos negros se tornou significativa,” acrescenta Bishetti. "Isto tem profundas implicações para o nosso conhecimento das fases iniciais de crescimento dos buracos negros e das suas galáxias, colocando fortes restrições nos modelos que descrevem a formação das primeiras galáxias."
A descoberta inesperada foi possível graças aos dados de alta qualidade do instrumento Xshooter instalado no VLT como parte do principal programa do ESO, que inclui cerca de 250 horas de observações.
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