Um dos maiores enigmas da astronomia reside em compreender como os buracos negros supermassivos conseguem atingir massas equivalentes a milhões ou até bilhões de vezes a massa do Sol. Uma equipe de cientistas acredita ter encontrado novas pistas para solucionar essa questão com o auxílio da inteligência artificial (IA).
Ao empregar um modelo de aprendizado de máquina para processar dados coletados pelo instrumento Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), os astrônomos conseguiram apontar sete candidatos promissores a quasares que também exibem o efeito de lentes gravitacionais — um evento incomum previsto pela teoria da relatividade de Albert Einstein.
Os pesquisadores sugerem que esses arranjos proporcionam uma chance singular de observar buracos negros supermassivos em fase de crescimento e assim obter um entendimento mais profundo sobre sua evolução ao longo da trajetória do Universo.
Este estudo foi formalmente divulgado em 22 de julho na publicação científica The Astrophysical Journal.
Quasares revelam a fase inicial dos buracos negros
Os quasares são definidos como os centros extremamente luminosos de certas galáxias, os quais são alimentados por buracos negros supermassivos que consomem vastas quantidades de gás e poeira. Durante este processo de alimentação, uma imensa quantidade de energia é liberada, conferindo aos quasares um brilho tão intenso que eles podem obscurecer totalmente as galáxias em que estão situados.
Para Everett McArthur, estudante de doutorado em astronomia da Universidade Estadual de Ohio e autor principal do trabalho, tais objetos servem como registros dos estágios iniciais da evolução desses gigantes cósmicos. Ele comentou: «Os quasares são como fotos de bebê de um buraco negro supermassivo. Entender como passamos dos quasares para esses enormes buracos negros é realmente importante».
Alinhamento incomum no Universo
Em situações excepcionais, um quasar também funciona como uma lente gravitacional. Isso ocorre quando a gravidade poderosa do objeto dobra e intensifica a luz proveniente de uma galáxia ainda mais distante, agindo como uma lente natural de grande escala. Tais alinhamentos são extremamente raros, mas trazem uma vantagem crucial: possibilitam que os cientistas monitorem simultaneamente o quasar e a galáxia cuja luz está sendo amplificada, auxiliando na reconstrução da evolução tanto do buraco negro quanto da própria galáxia.
A IA identificou sete candidatos
Para localizar esses sistemas específicos, os pesquisadores examinaram um catálogo contendo cerca de 800 mil quasares catalogados pelo DESI. Dado que há poucos exemplos conhecidos de quasares que atuam como lentes gravitacionais, a equipe teve que desenvolver simulações desses fenômenos para treinar o algoritmo de IA. Após o treinamento, o modelo conseguiu reduzir o escopo de busca para aproximadamente 200 potenciais casos. Posteriormente, os astrônomos realizaram uma análise manual de cada um desses casos, selecionando sete sistemas considerados promissórios.
De acordo com os pesquisadores, esta descoberta quase duplica o número de quasares deste tipo detectados em pesquisas astronômicas comparáveis.
O próximo passo é confirmar as descobertas
Os sete candidatos identificados ainda necessitam de validação através de novas observações. Caso sejam confirmados, eles poderão fornecer uma nova ferramenta investigativa para entender como os buracos negros supermassivos cresceram e qual foi sua influência na formação e evolução das galáxias ao longo da história do Universo. Adicionalmente, o estudo ilustra a capacidade da IA de auxiliar cientistas na localização de fenômenos raríssimos ocultos em vastos conjuntos de dados astronômicos, como aqueles gerados pelo DESI, responsável por mapear milhões de galáxias e quasares.
