Uma análise de imagens do Telescópio Espacial James Webb indica que os chamados pequenos pontos vermelhos podem ter galáxias hospedeiras muito menores e menos luminosas do que seus centros. O resultado reforça a hipótese de que esses objetos sejam evidências dos primeiros buracos negros supermaciços do Universo.
Uma população distante
Os pequenos pontos vermelhos foram identificados em 2023 nas regiões mais distantes observadas pelo telescópio. Eles aparecem como objetos compactos e avermelhados porque o James Webb observa principalmente a luz infravermelha. A luz desses corpos viaja de uma época em que o Universo tinha apenas cerca de um bilhão de anos.
Como estão muito longe e ocupam uma área reduzida, a maior parte da luz observada vem de uma região menor que 2% do tamanho da Via Láctea. A origem desses objetos ainda não foi determinada. Uma das hipóteses é que sejam buracos negros supermaciços jovens, alguns deles consumindo matéria em ritmo tão acelerado que sua região externa se comporta como a superfície de uma estrela. Outra possibilidade é que sejam áreas de formação estelar extrema, responsáveis pelo surgimento de galáxias muito massivas.
Separando o centro da galáxia
O estudo, liderado por Yiyang Zhang, da Universidade de Wuhan, na China, usou imagens da região COSMOS-Web, que cobre uma área do espaço com cerca de três vezes o tamanho da Lua. Mais de 400 pequenos pontos vermelhos foram encontrados nessa região.
Para investigar as galáxias ao redor dos objetos, a equipe modelou a óptica do James Webb e retirou das imagens a luz intensa emitida pela região central. Em seguida, combinou 217 imagens para detectar a luz mais fraca das galáxias hospedeiras.
Nos comprimentos de onda vermelhos analisados, as galáxias representam apenas cerca de 10% da luminosidade total dos pequenos pontos vermelhos. Isso indica que a região central emite muito mais luz do que a galáxia que a abriga.
As galáxias hospedeiras também têm apenas 40% do tamanho de galáxias típicas da mesma fase inicial do Universo, ou cerca de 4% do tamanho atual da Via Láctea. O resultado sugere que os pequenos pontos vermelhos se formam em condições específicas, diferentes das encontradas na maioria das galáxias.
Estrelas e crescimento dos buracos negros
A estimativa da quantidade de estrelas depende da luz óptica vermelha e do infravermelho próximo, comprimentos de onda em que as estrelas menores, mais frias e mais numerosas emitem grande parte de sua radiação. Nos pequenos pontos vermelhos, porém, os buracos negros centrais também produzem muita luz nessas faixas.
Depois de remover essa contribuição, o estudo calculou que cada galáxia hospedeira tem cerca de 1 bilhão de estrelas, o equivalente a apenas 4% do número de estrelas da Via Láctea.
A massa dos buracos negros continua incerta. Estudos indicam valores entre 10 milhões e 1 bilhão de vezes a massa do Sol. Essa diferença entre o crescimento do buraco negro e a quantidade de estrelas pode ajudar a investigar como esses objetos e suas galáxias evoluíram juntos.
A forma exata como os pequenos pontos vermelhos surgem e se desenvolvem, no entanto, ainda permanece sem explicação.
