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Numa descoberta que parece saída de um filme de ficção científica, uma equipa de astrónomos identificou um sistema galáctico raro que pode conter a primeira evidência direta de como os buracos negros supermassivos se formam em condições extremas. Apelidada de galáxia "Infinita", a sua estrutura peculiar e a atividade no seu interior estão a deixar a comunidade científica em alvoroço.

A descoberta foi feita por Pieter van Dokkum, da Universidade de Yale, e Gabriel Brammer, da Universidade de Copenhaga, ao analisarem dados de arquivo do Telescópio Espacial James Webb (JWST).

Uma forma que desafia a imaginação

Localizada a mais de oito mil milhões de anos-luz de distância (a um desvio para o vermelho de z = 1.14), a galáxia "Infinita" destaca-se pela sua morfologia única. As imagens do JWST mostram dois núcleos galácticos compactos em plena colisão, rodeados por anéis de estrelas que formam uma figura semelhante ao símbolo do infinito.

Esta forma sugere uma colisão frontal entre duas galáxias de disco, um evento cósmico de uma violência inimaginável. Cada um dos núcleos tem uma massa estelar colossal, equivalente a cerca de 100 mil milhões de vezes a massa do nosso Sol. A descoberta foi detalhada num artigo aceite para publicação e divulgado pela Yale News.

Três buracos negros e um mistério no centro

Para desvendar os segredos deste sistema, os astrónomos recorreram a um arsenal de observatórios, incluindo o Observatório W.M. Keck, o Very Large Array e o Observatório de Raios-X Chandra da NASA. As observações confirmaram a existência não de um, mas de três buracos negros supermassivos ativos.

Dois deles estão onde seria de esperar: no centro de cada um dos núcleos galácticos. No entanto, o terceiro e mais intrigante buraco negro não se encontra em nenhuma das galáxias. Em vez disso, está localizado precisamente no ponto de colisão entre elas, numa nuvem de gás de hidrogénio extremamente quente, ionizado e turbulento.

Este buraco negro central está a crescer a um ritmo vertiginoso, com uma luminosidade semelhante à de um quasar, indicando que está a "alimentar-se" vorazmente do gás comprimido pelo choque galáctico. Segundo a NASA, a sua posição e atividade sugerem que não foi transportado por nenhuma das galáxias, mas sim que nasceu ali mesmo, no meio do caos.

A peça que faltava no puzzle cósmico

Esta descoberta tem implicações profundas para a nossa compreensão da formação do universo. Uma das grandes questões da astronomia é como os buracos negros supermassivos conseguiram crescer tão rapidamente no universo primitivo. A teoria das "sementes leves", que sugere que eles cresceram a partir de restos de estrelas, não consegue explicar totalmente a sua dimensão em tão pouco tempo.

A teoria alternativa, das "sementes pesadas", propõe que, em condições muito específicas, uma nuvem de gás massiva pode colapsar diretamente para formar um buraco negro, sem antes se fragmentar em estrelas. Este processo, conhecido como colapso direto, oferece um atalho para a formação de buracos negros gigantes, mas até agora faltavam provas observacionais.

A galáxia "Infinita" pode ser a primeira evidência direta deste mecanismo. "Achamos que estamos a testemunhar o nascimento de um buraco negro supermassivo — algo que nunca foi visto antes", afirmou van Dokkum. O estudo, detalhado na publicação científica IOPscience, abre uma nova janela para os eventos mais violentos e criativos do cosmos.

Se for validado com futuras simulações e observações espectroscópicas do JWST, este sistema não só resolverá um dos grandes mistérios da cosmologia, como também nos mostrará, pela primeira vez, o momento exato do nascimento de um dos gigantes do universo.