JWST: o enigma do 3DHST-AEGIS-12014 e os pequenos pontos vermelhos

O JWST vem vasculhando o Universo primordial em infravermelho e, no meio desse “arquivo” cósmico, um padrão chamou atenção: pequenos borrões compactos que aparecem como pontos vermelhos nas imagens. Desde que o telescópio começou a observar essas épocas iniciais, astrônomos têm esbarrado com os estranhos “little red dots” (LRDs).

Já são centenas desses aglomerados bem compactos em redshifts altíssimos, a distâncias de cerca de 12 bilhões de anos-luz.

Os astrônomos acham que eles começaram a se formar por volta de 600 milhões de anos após o Big Bang. Isso os coloca como protagonistas da infância do cosmos. Eles parecem vermelhos na luz óptica e azuis no ultravioleta.

Então, afinal, o que são esses objetos estranhos?

Há várias hipóteses sobre a origem e as características desses LRDs. Uma possibilidade é que sejam a luz emitida nas regiões ao redor de buracos negros supermassivos, escondidos por nuvens densas de gás.

É uma ideia interessante, mas não combina tão bem com o que se observa em buracos negros supermassivos que crescem rapidamente na mesma época, porque a maioria deles (até agora) não parece estar ocultada por nuvens de gás.

Alguns pesquisadores sugerem que os LRDs sejam algum tipo de galáxia muito inicial, ainda sem explicação completa.

Também pode ser uma espécie de núcleo galáctico ativo (que quase sempre é alimentado por buracos negros). As emissões, de fato, apontam nessa direção.

Outra explicação propõe que os LRDs sejam algum tipo de estrela supermassiva pobre em metais, que viveu rápido e morreu jovem (pelos padrões estelares). Astrônomos chamam isso de “black hole star” (estrela de buraco negro).

Recentemente, uma equipe multinacional de astrônomos, ao comparar dados do Observatório de raios X Chandra com um levantamento profundo do JWST, encontrou algo esquisito no território dos LRDs: um deles emitindo raios X, a cerca de 11,8 bilhões de anos-luz de distância.

Foi uma surpresa, porque os outros LRDs não parecem emitir raios X.

Batizado de 3DHST-AEGIS-12014, ele é brilhante em raios X - algo que outros LRDs não mostram -, mas que discos de acreção e jatos de buracos negros costumam produzir.

É bem possível que esse objeto incomum seja um elo entre as “black hole stars” e o tipo de buracos negros supermassivos em crescimento que se estabeleceu e se expandiu no Universo jovem.

What Exactly Is 3DHST-AEGIS-12014?

O LRD de raios X é pequeno, parece vermelho (como os demais) e existe no Universo bem inicial, como seus “irmãos”. Mas, diferente deles, essa emissão em raios X indica aos astrônomos que ele é, de algum modo, distinto.

A melhor explicação até agora é que ele possa ser um objeto de transição, denunciando a presença de um buraco negro.

Claro que, se ele for uma forma transitória de LRD, isso ainda levanta muitas perguntas sobre como se formou, qual é seu processo evolutivo e qual seria seu estado final.

“Se little red dots são buracos negros supermassivos em rápido crescimento, por que eles não emitem raios X como outros buracos negros desse tipo?”, disse a coautora Anna de Graaff, do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, em Cambridge, Massachusetts.

“Encontrar um little red dot que parece diferente dos outros nos dá uma visão nova e importante sobre o que pode alimentá-los.”

Delving into Transitional Phases

O artigo da equipe observacional sugere que o LRD de raios X pode estar evoluindo a partir de algo novo para se tornar um dos buracos negros em crescimento do tipo inicial que pontilham o cosmos primitivo.

Ele ainda pode estar embutido em nuvens de gás, que normalmente absorveriam ou bloqueariam outras formas de luz. Aberturas irregulares nessas nuvens deixariam os raios X escaparem em alguns momentos, mas não em outros. Isso ajudaria a explicar por que as emissões de raios X do 3DHST-AEGIS-12014 parecem variar ao longo do tempo.

“Se confirmarmos o ponto de raios X como um little red dot em transição, não apenas seria o primeiro do tipo, como talvez estejamos vendo, pela primeira vez, o coração de um little red dot”, disse o coautor Hanpu Liu, da Princeton University, em Nova Jersey.

“Também teríamos a evidência mais forte até agora de que o crescimento de buracos negros supermassivos está no centro de parte - senão de toda - a população de little red dots.”

Como os LRDs - e, em especial, este - estão em épocas muito iniciais do tempo cósmico, outras explicações precisam ser descartadas.

Pelo menos uma ideia sugere que o 3DHST-AEGIS-12014 seja, na verdade, um buraco negro supermassivo em crescimento no coração de uma galáxia em formação.

Mas ele poderia estar encoberto por algum tipo exótico de poeira que os astrônomos ainda não tinham detectado até agora.

Como ainda existem muitas questões em aberto sobre o 3DHST-AEGIS-12014, fica claro que serão necessárias mais observações para obter dados variáveis no tempo sobre sua atividade e sua evolução.

Este artigo foi originalmente publicado pela Universe Today. Leia o artigo original.