Pesquisadores medem o ambiente onde se formaram os primeiros buracos negros supermassivos

Os cientistas teorizam que o rápido surgimento de buracos negros supermassivos no Universo primordial pode ser explicado pelo cenário do buraco negro em colapso direto. Pequenos pontos vermelhos são objetos extremamente compactos observados recentemente pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA.

A equipe combinou simulações de N corpos de alta resolução dessas árvores com um modelo semi-analítico de formação de BH e coevolução de galáxias. A história da fusão do halo foi simulada usando o software de zoom cosmológico baseado no código baseado em partículas GIZMO.

Matéria visível) em todos os halos progenitores usando a Cosmic Archaeology Tool (CAT), um modelo semi-analítico usado para interpretar as propriedades de fontes observadas de alto redshift e testar diferentes cenários de evolução de buracos negros contra observações. Com base nisso, nos concentramos em prever as características observacionais da população de descendentes de DCBH que deveriam residir perto de quasares de alto desvio para o vermelho em ⁠z ~7 [12, 9 bilhões de anos atrás].

Os resultados revelaram que sementes massivas de buracos negros poderiam formar-se através de colapso direto já há 13, 64 mil milhões de anos (menos de 500 milhões de anos após o Big Bang). Isto teria continuado até cerca de 13, 5 a 13, 4 mil milhões de anos atrás, altura em que o enriquecimento metálico do meio intergaláctico (IGM) - causado pela explosão das primeiras estrelas da População III em supernovas - teria inibido novos episódios de colapso directo.

Estes resultados reforçam o cenário DCBH e apresentam oportunidades para futuras pesquisas JWST. Como a equipe concluiu: Nossos resultados fornecem uma estrutura teórica para testar as condições que favorecem a formação pesada de sementes e para avaliar o papel do colapso direto como um caminho para a população SMBH observada em redshift muito alto.

Matt Williams é jornalista espacial, comunicador científico e autor com vários títulos e estudos publicados.

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