Buraco negro no início do Universo desafia limite teórico de crescimento

Uma equipe de astrônomos do Japão identifica um buraco negro supermassivo no Universo primordial que cresce 13 vezes acima do limite teórico conhecido e emite, ao mesmo tempo, raios X e ondas de rádio. O estudo, publicado em 21 de janeiro de 2026 na revista The Astrophysical Journal, obriga cientistas a revisarem como esses gigantes cósmicos se formam e evoluem.

Um gigante precoce que não segue as regras

O buraco negro vive em uma época em que o Universo tem menos de 1,5 bilhão de anos, uma fração da idade atual, estimada em 13,8 bilhões. Mesmo tão cedo na história cósmica, ele já atinge a categoria de supermassivo, com milhões ou bilhões de vezes a massa do Sol, e se comporta como um corpo em desacordo com as regras estabelecidas pela física.

O trabalho é liderado por pesquisadores da Universidade de Waseda e da Universidade de Tohoku, no Japão, que usam o Telescópio Subaru, instalado no Havaí, para medir o movimento do gás em torno do buraco negro distante. Ao analisar a velocidade desse material em queda, a equipe conclui que o objeto engole gás em uma taxa 13 vezes superior ao chamado Limite de Eddington, o patamar que, na teoria, deveria frear o crescimento.

Esse limite funciona como um tacão cósmico. Quando o gás cai muito depressa em direção a um buraco negro, a radiação emitida pelo material superaquecido empurra o fluxo para fora, criando um equilíbrio entre o que entra e o que é repelido. A maioria dos modelos prevê que, acima desse ponto, o sistema se autorregula e reduz o ritmo de crescimento.

O objeto agora descrito faz o contrário. Ele ignora esse freio natural e segue acumulando massa em velocidade extrema, sem abrir mão de uma característica que deveria ter desaparecido: a emissão intensa de raios X e ondas de rádio. Nos cenários teóricos atuais, um regime tão violento de acreção de gás deveria sufocar tanto a coroa de plasma quente, responsável pelos raios X, quanto os jatos relativísticos, que brilham no espectro de rádio.

Modelos em xeque e um retrato raro do Universo jovem

Buracos negros supermassivos habitam o centro da maioria das galáxias conhecidas, incluindo a Via Láctea. Eles crescem ao sugar o gás ao redor, que se organiza em um disco quente e turbulento antes de cruzar o horizonte de eventos, o ponto sem retorno. Esse processo alimenta uma espécie de usina de energia, capaz de iluminar o núcleo das galáxias com brilho superior ao de todas as estrelas vizinhas somadas.

Quando essa usina funciona em ritmo extremo, porém, os cálculos indicam que o sistema entra em colapso parcial: o fluxo de gás fica caótico, as estruturas que produzem raios X e ondas de rádio se enfraquecem e o buraco negro se torna, paradoxalmente, menos visível. A combinação observada pela equipe japonesa — crescimento super-Eddington, raios X fortes e emissão de rádio brilhante — não encontra encaixe confortável em nenhum desses cenários.

Os pesquisadores propõem que o objeto esteja atravessando uma fase de transição rara e curta, sustentada por uma súbita explosão de gás que o empurra temporariamente para além do Limite de Eddington. Nesse quadro, o sistema teria sido pego em flagrante em um momento em que a coroa de raios X e o jato de rádio permanecem energizados, mas começam a responder ao novo regime de alimentação extrema.

Esse flagrante tem peso especial porque a observação acontece em um período crítico da história cósmica, quando o Universo ainda consolida suas primeiras grandes estruturas. O rápido crescimento de buracos negros nessa fase é um dos grandes enigmas da astrofísica moderna. Como esses objetos conseguem atingir bilhões de massas solares em tão pouco tempo continua sendo uma pergunta sem resposta completa.

A nova medição sugere que fases super-Eddington podem ser mais comuns — e mais complexas — do que se imaginava. Em vez de exceções breves e silenciosas, esses episódios podem envolver emissões energéticas intensas, capazes de influenciar a formação de estrelas e a evolução das galáxias ao redor.

O que muda na prática para a astrofísica

O achado pressiona modelos de formação de buracos negros e de evolução de galáxias usados há décadas em cosmologia. Simulações de larga escala costumam assumir que o Limite de Eddington impõe um teto relativamente rígido ao crescimento desses objetos, com violações pontuais e pouco duradouras. Ao registrar um caso 13 vezes acima desse teto, com forte sinal em raios X e rádio, o novo estudo obriga pesquisadores a recalibrar essas contas.

Se fases como essa se repetem com alguma frequência no Universo jovem, buracos negros supermassivos podem crescer mais rápido do que os cenários tradicionais permitem. Isso afeta estimativas de massa, brilho e impacto desses objetos no gás que permeia as primeiras galáxias. Em última instância, mexe com previsões sobre quando e como o cosmos deixa de ser um ambiente escuro e passa a ser iluminado pelas primeiras fontes de alta energia.

A descoberta também abre espaço para revisões em áreas ligadas à interação entre radiação e matéria em escalas extremas. A forma como a luz empurra o gás, o papel dos campos magnéticos e a estrutura fina dos discos de acreção entram de novo em debate. Parte dessas discussões tem reflexos em estudos de matéria escura e energia escura, componentes que dominam a composição do Universo, ainda que permaneçam invisíveis aos telescópios.

Na prática, o caso se torna um alvo preferencial para observações com telescópios espaciais sensíveis a raios X e rádio, além de instrumentos ópticos e infravermelhos de nova geração. O comportamento do objeto ao longo dos próximos anos pode indicar se ele de fato caminha para um regime mais estável ou se alterna entre fases de crescimento explosivo e períodos mais calmos.

Próximo passo: caçar outros gigantes fora da curva

A equipe japonesa e grupos em outros países já se organizam para procurar objetos semelhantes em grandes levantamentos do céu. A estratégia passa por combinar dados em múltiplos comprimentos de onda, algo essencial para identificar, ao mesmo tempo, o crescimento rápido e as assinaturas de raios X e rádio. Quanto mais exemplos forem encontrados, mais claro ficará se o caso agora descrito é uma exceção extrema ou a ponta de um padrão ainda desconhecido.

Também há expectativa de que futuras missões espaciais, desenhadas para mapear o Universo em alta energia e em rádio com maior sensibilidade, ampliem o catálogo de buracos negros extremos. Cada novo objeto desse tipo ajuda a refinar teorias sobre a infância do cosmos e a trajetória de seus maiores habitantes. A pergunta que guia essa corrida é direta: quantos outros gigantes estão crescendo fora da curva, escondidos nos primeiros bilhões de anos do Universo?