Alguns milissegundos após o Big Bang, havia um caos aparente no universo. Enquanto as partículas se fundiam e se partiam novamente, ondas de pressão incrivelmente fortes corriam através do cosmos primitivo. Elas pressionaram as partículas tão fortemente umas contra as outras que buracos negros foram formados, hoje chamados pelos astrofísicos de buracos negros primordiais.

Que impacto estes buracos negros tiveram na formação das primeiras estrelas, cerca de cem milhões de anos depois? O Modelo Padrão assume que os buracos negros naquela época favoreceram a formação de estruturas semelhantes a halos através de sua atração gravitacional como núcleos de condensação, semelhante a como as nuvens são formadas a partir de partículas de poeira. Isto promove a formação de estrelas, porque estas estruturas mais tarde serviram como o andaime que ajudou a matéria a se unir para formar as primeiras estrelas e galáxias. Entretanto, um buraco negro aquece o gás de infestação. Isto provoca a formação de um disco de acreção quente ao redor do buraco negro, que por sua vez ioniza e aquece o gás circundante. Isso é um menos para a formação de estrelas, porque é necessário gás frio, não quente, para comprimir o suficiente para que as primeiras fusões nucleares eventualmente ocorram e uma estrela para se inflamar.

As simulações de supercomputador ajudaram a estudar esta questão cósmica – por exemplo, no supercomputador Stampede2 no Texas Advanced Computing Center (TACC), parte da Universidade do Texas em Austin. “Descobrimos que o quadro padrão da formação da primeira estrela não é realmente alterado pelos buracos negros primordiais”, diz Boyuan Liu, pesquisador de pós-doutorado da Universidade de Cambridge. Liu é o autor principal de um artigo publicado nos Avisos Mensais da Real Sociedade Astronômica. “Descobrimos que estes dois efeitos – aquecimento e semeadura de buracos negros – quase se anulam mutuamente, e os efeitos sobre a formação de estrelas são, em última análise, pequenos”, diz Liu. Dependendo do efeito predominante, a formação de estrelas por buracos negros primordiais pode ser acelerada, atrasada ou evitada. “Por esta razão, os buracos negros primordiais ainda podem ser importantes”, acrescenta ele.

Mas há outros efeitos também. Pesquisas também sugerem que os buracos negros primordiais interagiram com as primeiras estrelas, produzindo ondas gravitacionais. “Elas também poderiam desencadear a formação de buracos negros supramassivos. Planejamos investigar estes aspectos em estudos de acompanhamento”, diz Liu.