Como os buracos negros supermassivos crescem? IA encontra novas pistas

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Um dos maiores mistérios da astronomia é entender como os buracos negros supermassivos alcançam massas equivalentes a milhões ou até bilhões de vezes a do Sol. Agora, uma equipe de pesquisadores acredita ter encontrado novas pistas para responder a essa pergunta com a ajuda da inteligência artificial (IA).

Utilizando um modelo de aprendizado de máquina para analisar dados do Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), astrônomos identificaram sete candidatos promissores a quasares que também funcionam como lentes gravitacionais— um fenômeno raro previsto pela teoria da relatividade de Albert Einstein.

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Segundo os pesquisadores, esses sistemas podem oferecer uma oportunidade única para observar buracos negros supermassivos em crescimento e entender melhor como eles evoluíram ao longo da história do Universo.

O estudo foi publicado em 22 de julho na revista científica The Astrophysical Journal. Leia também: USP e 99 anunciam parceria para pesquisas em IA no Brasil

Quasares revelam a “infância” dos buracos negros

• Os quasares são os núcleos extremamente brilhantes de algumas galáxias, alimentados por buracos negros supermassivos que estão consumindo grandes quantidades de gás e poeira;
• Durante esse processo, uma enorme quantidade de energia é liberada, tornando os quasares tão luminosos que podem ofuscar completamente as galáxias onde estão localizados;
• Para Everett McArthur, estudante de doutorado em astronomia da Universidade Estadual de Ohio e principal autor do estudo, esses objetos funcionam como registros dos primeiros estágios da evolução desses gigantes cósmicos;
• “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”, disse.

Alinhamento raro no Universo

Em alguns casos excepcionais, um quasar também atua como uma lente gravitacional. Isso acontece quando a intensa gravidade do objeto curva e amplia a luz emitida por uma galáxia ainda mais distante, funcionando como uma gigantesca lente natural.

Esses alinhamentos são extremamente raros, mas oferecem uma vantagem importante: permitem que os cientistas observem simultaneamente o quasar e a galáxia cuja luz está sendo ampliada, ajudando a reconstruir a evolução tanto do buraco negro quanto da própria galáxia.

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IA encontrou sete candidatos

Para localizar esses sistemas, os pesquisadores analisaram um catálogo com aproximadamente 800 mil quasares identificados pelo DESI.

Como existem poucos exemplos conhecidos de quasares que atuam como lentes gravitacionais, a equipe precisou criar simulações desses fenômenos para treinar o algoritmo de IA. Mais de tecnologia

Depois do treinamento, o modelo reduziu o universo de pesquisa para cerca de 200 candidatos. Em seguida, os astrônomos analisaram manualmente cada caso até selecionar sete sistemas considerados promissores.

Segundo os pesquisadores, a descoberta praticamente dobra o número de quasares desse tipo identificados em levantamentos astronômicos semelhantes. Leia também: Gigantes da tecnologia gastam bilhões em IA sem garantia de retorno

Próximo passo é confirmar as descobertas

Os sete candidatos ainda precisam ser confirmados por meio de novas observações. Se forem validados, poderão fornecer uma nova ferramenta para investigar como buracos negros supermassivos cresceram e influenciaram a formação e a evolução das galáxias ao longo da história do Universo.

Além disso, o trabalho demonstra como a IA pode ajudar cientistas a encontrar fenômenos extremamente raros escondidos em enormes bancos de dados astronômicos, como os produzidos pelo DESI, responsável por mapear milhões de galáxias e quasares.

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Rodrigo Mozelli

Rodrigo Mozelli é jornalista formado pela Universidade Metodista de São Paulo (UMESP) e, atualmente, é redator do Olhar Digital.

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