Quando astrônomos se propuseram a mapear partes do Cosmos primordial, esperavam encontrar galáxias com dois buracos negros. Mas o Universo foi além: eles identificaram uma galáxia com três.

É a primeira vez que cientistas encontram evidências de uma galáxia jovem que abriga um trio de buracos negros supermassivos ativos, segundo um artigo publicado na última quarta-feira (12) na revista Astronomy & Astrophysics. Dois deles estão tão próximos que parecem estar prestes a se fundir.

Praticamente todas as galáxias de grande massa estudadas pelos astrônomos têm buracos negros em seus centros, afirmou a autora principal do artigo, Hannah Ubler, do Instituto Max Planck (Alemanha).

Alguns pares e trios já foram observados em galáxias próximas, mas nunca um trio tão distante da Terra. A distância, de mais de 12,5 bilhões de anos-luz, indica que eles remontam a aproximadamente 1 bilhão de anos após o Big Bang.

O registro de dois buracos negros antes de se fundirem fornece evidências de que essas estruturas vêm crescendo, consumindo estrelas e gases e moldando galáxias desde o início do Universo.

“A suposição sempre foi a de que esses buracos negros começaram a crescer no Universo primitivo”, disse Ubler. Agora, estamos vendo isso acontecer.

Uma descoberta como essa não era possível até o Telescópio Espacial James Webb começar a captar imagens da luz cósmica que viaja há mais de 13 bilhões de anos desde os confins do Universo.

Seu antecessor, o Telescópio Espacial Hubble, não tinha a sensibilidade do Webb nem sua capacidade de analisar sinais luminosos, segundo o astrônomo Steven Finkelstein, da Universidade do Texas em Austin (Estados Unidos), que não participou da pesquisa. Na resolução do Hubble, essa galáxia ocuparia só alguns pixels em uma imagem —pequena demais para que fosse possível distinguir os contornos dos três buracos negros que abriga.

Para identificar o trio, os pesquisadores usaram o que Finkelstein chamou de “um modo muito interessante” do poderoso espectrógrafo de infravermelho próximo do Webb, capaz de distinguir os comprimentos de onda individuais da luz que chega ao instrumento. Foi assim que conseguiram visualizar linhas largas de hidrogênio se deslocando a milhares de quilômetros por segundo.

“A única coisa no Universo que conhecemos” capaz de fazer os gases se comportarem dessa maneira é a atração de um buraco negro supermassivo que ainda está crescendo, afirmou ele.

A equipe de pesquisa conseguiu então medir as distâncias entre os três e concluir que dois deles estão tão próximos que suas forças gravitacionais devem estar atraindo um ao outro.

Quanto ao terceiro, é possível que ele venha a se juntar à fusão no futuro ou talvez tenha sido expulso como resultado de uma fusão ainda mais antiga, disse a professora de astrofísica Julie Comerford, da Universidade do Colorado em Boulder, que não participou do estudo.

Como os buracos negros atingem tamanhos tão enormes é “uma das grandes questões ainda sem resposta da astrofísica”, segundo Finkelstein.

Os cientistas entendem como os menores se formam: quando uma estrela morre, ela pode explodir e depois colapsar, criando um buraco negro com várias vezes a massa do Sol.

Mas esses são minúsculos em comparação com os buracos negros supermassivos —como o que fica no centro de nossa galáxia, a Via Láctea—, com massa equivalente à de milhões ou bilhões de Sóis.

O menor dos buracos negros descobertos pela equipe de Ubler tem a massa de 600 mil Sóis; o maior, de 80 milhões. E o telescópio Webb está encontrando muitos outros, muito mais do que os especialistas esperavam encontrar no Universo primordial.

Há várias teorias sobre “como esses objetos extremamente grandes e pesados poderiam ter se formado em tão pouco tempo”, afirmou o pesquisador de pós-doutorado Giovanni Mazzolari, do Max Planck, coautor do estudo.

Talvez alguns já nasçam com uma massa extremamente elevada. É possível que consumam matéria a velocidades espantosas, crescendo à medida que devoram os gases e as estrelas ao seu redor. E talvez, como sugerem as novas descobertas, seja de fato bastante comum que dois buracos negros gigantes dancem um ao redor do outro, colidam e se fundam em um só.

Pelos cálculos de Ubler, pode muito bem ser isso o que está prestes a acontecer aqui, daqui a cerca de 700 milhões de anos.