Estudo de uma equipa liderada por investigadores portugueses prevê que o futuro observatório espacial da ESA detete centenas de milhares de buracos negros supermassivos, alguns formados quando o Universo tinha menos de mil milhões de anos.
O futuro observatório da Agência Espacial Europeia (ESA), o telescópio NewAthena, poderá detetar um número sem precedentes de buracos negros supermassivos, alguns formados quando o Universo tinha menos de mil milhões de anos.
Pelo menos essa é a expectativa de uma equipa internacional liderada por investigadores portugueses que criou um catálogo simulado do céu em raios X, recorrendo a simulações cosmológicas para testar a capacidade do NewAthena detetar os buracos negros mais ténues e distantes.
Esta investigação foi publicada recentemente na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
"Com o New Athena será possível descobrir cerca de 250.000 núcleos galácticos ativos, que são os buracos negros que estão ativamente a alimentar-se. E desses 250.000, 20.000 ficarão a cerca de 2 mil milhões de anos desde o início do Universo e 35 ficarão a cerca de 1000 milhões de anos desde o início do Universo. Isto corresponde a um aumento por um fator de cerca de 30 em relação àquilo que existe com os telescópios atuais", explica Nuno Covas, investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, à Euronews.
Esta será a primeira vez que os astrónomos poderão estudar estatisticamente AGNs em raios X da chamada Época da Reionização, uma fase da história cósmica, quando o Universo tinha menos de mil milhões de anos.
Segundo os autores do artigo, os raios X são uma ferramenta essencial para encontrar estes buracos negros enquanto eles se alimentam ativamente, pois a matéria que espirala para dentro deles aquece a milhões de graus e emite radiação de alta energia.
José Afonso, também do IA e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, indica que atualmente "conseguimos quase chegar a essa primeira fase do universo, onde começam a aparecer as galáxias e os buracos negros", mas o New Athena, ao observar apenas uma pequena região do céu - uma área com dez graus quadrados - irá permitir estudar plenamente essas primeiras galáxias e esses primeiros buracos negros.
Os astrónomos do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço sublinham a importância de testar o potencial do telescópio NewAthena para, eventualmente, superar algumas das grandes incógnitas que ainda envolvem a formação de buracos negros.
Um dos maiores desafios da astrofísica moderna é compreender como é que as galáxias e os buracos negros no seu centro se formam e evoluem em conjunto.
"Aquilo que desejamos mesmo é descobrir estes buracos negros a darem origem à formação das primeiras galáxias. Hoje em dia não conseguimos perceber o que é que vem primeiro. Estamos um bocado no jogo da galinha ou do ovo. Aparece primeiro um buraco negro gigantesco que depois acreta uma galáxia à sua volta, ou existe primeiro a formação da galáxia, que depois, de algum modo, dá origem ao aparecimento de um buraco negro gigantesco", indaga José Afonso.
O investigador e membro do Conselho e da Equipa Científica do instrumento do NewAthena Wide Field Imager (WFI) acrescenta ainda que o telescópio, ao descobrir estes primeiros buracos negros nas primeiras galáxias, "poderá permitir perceber se esses buracos poderão ter surgido no próprio Big Bang".
Israel Matute,um dos coautores da investigação, também considera que "a visão de grande campo e alta energia do universo proporcionada pelo NewAthena será um complemento essencial aos observatórios revolucionários da próxima década, incluindo o LISA (NASA/ESA) e o Square Kilometre Array (SKAO)".
A missão NewAthena está atualmente em fase de desenvolvimento e deverá ser formalmente adotada pela ESA em 2027, mas o telescópio que vai tirar uma radiografia ao Universo tem lançamento previsto para 2037. Outro dos objetivos da missão também será mapear estruturas de gás quente e determinar as suas propriedades físicas.