James Webb baralha o guião do cosmos mais antigo outra vez

Os desenhos de Charlotte Mason não parecem saídos de um artigo científico, mas é dali que está a nascer uma das revisões mais sérias à história inicial do universo. A astrofísica do Cosmic Dawn Center, em Copenhaga, enche cadernos com esquemas de “pequenos pontos vermelhos”, objectos que o Telescópio Espacial James Webb (JWST) começou a revelar em número assustador em 2022. São manchas minúsculas nas imagens, mas correspondem a algo que começou a brilhar cerca de 650 milhões de anos depois do Big Bang. Antes do Webb, estes pontos simplesmente não existiam no mapa.

Os pontos vermelhos são apenas uma peça de um puzzle mais desconfortável. O JWST tem encontrado buracos negros antigos com massas de mil milhões de sóis, numa altura em que o universo mal tinha tido tempo para formar estrelas em quantidade. E galáxias grandes e organizadas onde os modelos previam um caos esparso de gás e pequenos aglomerados. Durante meses falou-se em “crise da cosmologia”, mas a verdade é menos dramática e mais interessante: a física básica parece manter-se, o que está em causa é como é que chegamos tão depressa de um universo liso a estruturas complexas.

O cenário clássico diz que os primeiros buracos negros nascem da morte de estrelas muito massivas, deixando “sementes” de talvez 100 massas solares. Para chegarem a mil milhões, teriam de crescer à velocidade máxima permitida pelo chamado limite de Eddington, em que a radiação emitida pelo disco de acreção empurra o gás que tenta cair. Só que as contas não batem certo com o relógio cósmico. Para caber tudo nos primeiros mil milhões de anos, é preciso ou sementes muito maiores ou crescimento acima desse limite. É aqui que entram simulações recentes: se o disco que alimenta o buraco negro “incha” da forma certa, pode canalizar gás para o interior a taxas super-Eddington, contornando na prática o travão da radiação.

Mesmo assim, não chega ter um truque teórico se não houver matéria suficiente para engolir. Uma hipótese é que enxames estelares superdensos, nos primórdios, tenham produzido dezenas ou centenas de sementes de buracos negros que depois se fundiram num curto espaço de tempo. Outra é mais radical: os tais pequenos pontos vermelhos podem ser algo quase híbrido, os chamados black hole stars, em que um buraco negro jovem fica envolto num casulo de gás tão compacto que o conjunto se comporta como uma espécie de estrela com núcleo negro. É esta a imagem que Mason rabisca: um círculo negro, um disco em volta, depois um casulo. Quando tenta ajustar o modelo aos espectros de luz observados, descobre que o gás não pode ser um nevoeiro uniforme. Tem de ser “aos grumos”, com buracos que deixam escapar parte da radiação sem ser reprocessada.

A forma como ela recomeça o desenho, abrindo clareiras no casulo, resume bem o momento actual da cosmologia observacional. Teorias há muitas, dados deste calibre é que não. O Webb está a produzir um dilúvio de fotões antigos que obrigam a testar, afinar ou deitar fora modelos. Desde buracos negros desproporcionados até galáxias surpreendentemente maduras, o que era intuição consolidada passa a ser apenas a primeira aproximação. Para quem acompanha o espaço a partir de Portugal, habituado a ver a NASA em piloto automático desde o fim do Shuttle, com a rotina de foguetões privados e missões de baixo risco, este telescópio é um raro lembrete de que a ciência grande ainda sabe morder.

É também um bom contraponto à exploração mais “visível”, cheia de foguetões a aterrar inteiros e promessas de Marte a prazo curto. Os avanços recentes, dos sinais de possíveis exoluas a telescópios como o Webb, mostram que a história importante continua a escrever-se nos dados, não nos powerpoints das empresas aeroespaciais. Quando se olha para estes pontos vermelhos a 13 mil milhões de anos-luz, a ambição de afinar o modelo de formação de galáxias parece bem mais séria do que qualquer corrida de marketing. O universo está a ceder mais informação do que nunca. A questão já não é se os nossos modelos estavam certos, é até que ponto estávamos a ser pouco imaginativos.

Fonte: Wired