Astrônomos podem ter encontrado uma nova explicação para um dos fenômenos mais intrigantes observados pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST): os chamados “pequenos pontos vermelhos”. Em vez de serem sinais de buracos negros em atividade, como sugerido inicialmente, esses objetos podem ser estrelas supermassivas formadas nos primeiros bilhões de anos do universo.

Os “pequenos pontos vermelhos” descobertos pelo JWST são objetos extremamente compactos que existiam nos primeiros 2 bilhões de anos após o Big Bang. Eles chamaram a atenção dos pesquisadores por apresentarem características incomuns.

No início, muitos cientistas acreditaram que se tratava de núcleos galácticos ativos – regiões extremamente brilhantes alimentadas por buracos negros que acumulam matéria rapidamente.

No entanto, algumas observações não se encaixavam bem nessa hipótese. Eles são menores do que galáxias típicas e, até agora, não apresentaram emissão clara de raios X – um dos principais sinais da presença de buracos negros em atividade. Além disso, análises do espectro da luz emitida não indicam presença de elementos pesados, mostrando apenas hidrogênio e hélio. Esse perfil químico sugere um ambiente composto por gás primordial, típico do universo jovem.

Diante dessas inconsistências, pesquisadores do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian propuseram uma alternativa: os objetos poderiam ser estrelas supermassivas observadas pouco antes de colapsarem e se transformarem em buracos negros.

Para testar a ideia, a dupla Devesh Nandal e Avi Loeb criou um modelo teórico de uma estrela gigantesca formada a partir de gás primordial e praticamente sem metais. Essas estrelas, consideradas parte da chamada População III (a primeira geração de astros do universo) poderiam atingir massas extraordinárias, entre milhares até cerca de um milhão de vezes a massa do Sol. Quando esgotam seu combustível nuclear, elas colapsam e podem dar origem a buracos negros supermassivos.

O modelo desenvolvido pelos cientistas foi comparado com observações de dois desses “pontos vermelhos”, conhecidos como MoM-BH*-1 e The Cliff, que existiram cerca de 650 milhões e 1,8 bilhão de anos após o Big Bang. As simulações conseguiram reproduzir tanto o brilho intenso quanto algumas características específicas observadas nos espectros dos objetos.

Um detalhe curioso analisado pelos pesquisadores é uma queda em forma de “V” nos espectros de luz. Em interpretações anteriores, esse formato era atribuído à absorção da luz por poeira cósmica. No novo modelo, no entanto, o efeito poderia ser produzido pela própria atmosfera da estrela supermassiva, sem necessidade de poeira.

Os cientistas também levantam a possibilidade de que essas estrelas liberem grandes quantidades de material para o espaço, criando uma espécie de camada gasosa ao redor do astro. Esse envelope poderia contribuir para a aparência avermelhada observada pelo James Webb. Ainda não está claro, porém, qual seria o mecanismo responsável por essa perda de massa.

Hipótese das primeiras estrelas do universo ainda não é definitiva

Apesar do avanço, a hipótese das estrelas supermassivas ainda enfrenta desafios. Uma estrela com quase um milhão de massas solares teria uma vida extremamente curta, de cerca de 10 mil anos. Mesmo estrelas menores dentro desse grupo viveriam, no máximo, cerca de um milhão de anos. Isso levanta dúvidas sobre como o JWST conseguiu identificar centenas desses objetos se eles existiriam por um período tão breve (pelo menos, em termos cósmicos).

A possibilidade de que os pequenos pontos vermelhos sejam, de fato, buracos negros em crescimento ainda não foi descartada. Alguns cientistas sugerem que esses buracos negros poderiam ter surgido diretamente do colapso de nuvens de hidrogênio no universo primitivo, sem passar pela fase de estrelas comuns.

Observações futuras podem ajudar a resolver o mistério. A detecção de raios X ou de variações no brilho desses objetos indicaria atividade de buracos negros. Já análises detalhadas da composição química ao redor deles poderiam revelar sinais associados à evolução de estrelas supermassivas.

Outra possibilidade envolve observações em rádio. Mesmo que raios X sejam bloqueados por poeira cósmica, ondas de rádio poderiam atravessar essas nuvens e revelar a presença de buracos negros. Telescópios como o Square Kilometre Array ou o Very Large Array de próxima geração podem desempenhar um papel decisivo nesse teste.

A matéria tem informações reveladas pelos pesquisadores ao site Live Science. O estudo com as conclusões foi publicado esta semana no The Astrophysical Journal.

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