Nem todos os recordes do Universo se medem à escala humana - alguns contam-se em milhares de milhões de massas solares. A cerca de 5 mil milhões de anos-luz, um buraco negro escondido nas profundezas do cosmos pode afinal ser o mais massivo alguma vez identificado.
Novas medições indicam que a galáxia SDSS J1148+1930 alberga um verdadeiro colosso com cerca de 36,3 mil milhões de vezes a massa do Sol. Este valor coloca-o muito perto do limite superior “prático” para este tipo de objeto. Para comparar, o buraco negro no centro da Via Láctea tem apenas 4,3 milhões de massas solares.
Este buraco negro recém-caracterizado já nem encaixa bem na categoria de supermassivo - a criatura é ultramassiva.
"Este está entre os 10 buracos negros mais massivos alguma vez descobertos e, muito possivelmente, é o mais massivo", afirma o astrofísico Thomas Collett, da Universidade de Portsmouth, no Reino Unido.
"A maioria das outras medições de massa de buracos negros é indireta e tem incertezas bastante grandes, por isso não sabemos ao certo qual é o maior. No entanto, temos muito mais certeza sobre a massa deste buraco negro graças ao nosso novo método."
Acredita-se que buracos negros supermassivos, com mais de cerca de um milhão de massas solares, espreitam no coração de todas as galáxias de tamanho “normal”, funcionando como o centro gravitacional em torno do qual o resto da galáxia orbita.
Em teoria, não existe um limite para o quão massivo um buraco negro pode tornar-se. Na prática, porém, outras restrições - como a taxa de crescimento - sugerem que a massa máxima que um buraco negro poderia atingir dentro dos atuais 13,8 mil milhões de anos de idade do Universo ronda os 50 mil milhões de massas solares.
A única forma de testar estes limites superiores, no entanto, é encontrar os buracos negros em causa. E é aqui que entra um detalhe fascinante no céu: o chamado Cosmic Horseshoe (Ferradura Cósmica). Trata-se de uma mancha de luz em forma de ferradura que se arqueia à volta de um “bloco” brilhante central - o resultado de um alinhamento cósmico raro conhecido como lente gravitacional.
Cada um dos dois componentes - a mancha e o bloco - está na mesma linha de visão, mas a distâncias diferentes. O bloco é, na verdade, uma galáxia tão massiva que o seu campo gravitacional distorce e amplia a luz de uma fonte mais distante. É isso que cria a “mancha”.
Podemos aprender muito sobre estrelas e galáxias distantes ampliadas desta forma, mas neste caso é o bloco em primeiro plano que interessa: foi nele que uma equipa de astrónomos liderada por Carlos Melo-Carneiro, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (Brasil), encontrou este buraco negro impressionante.
"Esta descoberta foi feita para um buraco negro 'adormecido' - um que não está a acrescer material ativamente no momento da observação", diz Melo-Carneiro. "A sua deteção baseou-se apenas na sua enorme atração gravitacional e no efeito que tem no que o rodeia."
Num sistema com lente gravitacional, a extensão da distorção revela a força do campo gravitacional, que está ligada à massa do objeto em primeiro plano. Como as massas dos buracos negros supermassivos são proporcionais às massas das suas galáxias, esta é uma forma de calcular a massa de um buraco negro no centro galáctico.
Outra ferramenta para determinar a massa de buracos negros quiescentes envolve a cinemática estelar - a forma como as estrelas e outro material giram à sua volta. Observações de longo prazo das órbitas em torno do centro da Via Láctea, por exemplo, confirmaram a presença do buraco negro ali existente e permitiram medir a sua massa.
O Cosmic Horseshoe foi descoberto em 2007. Observações realizadas em diferentes momentos desde então permitiram aos investigadores determinar os movimentos no centro galáctico. Em conjunto com a análise do arco radial da galáxia mais distante, os resultados forneceram o que a equipa descreve como uma medição muito robusta.
Já foram detetados buracos negros mais pesados, mas as medições são, talvez, menos seguras. O TON-618 é um exemplo conhecido. A sua massa chegou a ser estimada em cerca de 66 mil milhões de massas solares; contudo, em 2019, esse valor foi revisto para cerca de 40 mil milhões de massas solares com base na cinemática galáctica.
O que torna a SDSS J1148+1930 particularmente interessante é o facto de ser uma chamada galáxia fóssil. Trata-se de uma única galáxia massiva que, em tempos, foi um enxame de galáxias. Os investigadores acreditam que, ao longo do tempo, as galáxias do enxame - cada uma com um buraco negro supermassivo no seu centro - se fundiram, e os seus buracos negros acabaram também por se juntar num único buraco negro com cerca de 36 mil milhões de massas solares.
Isto é uma pista enorme sobre uma das muitas questões em aberto do Universo: como é que os buracos negros supermassivos conseguem tornar-se tão gigantescos.
Na Ferradura Cósmica, "estamos a ver o estado final da formação de galáxias e o estado final da formação de buracos negros", diz Collett.
A descoberta foi publicada na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
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