Buracos negros supermassivos são freqüentemente descritos como devoradores, monstros, gigantes, espreitando e assim por diante. Essas palavras fazem soar como se os buracos negros fossem um prenúncio de destruição. É verdade que uma estrela que se aventura muito perto pode ficar espaguete e totalmente destruída pela forte gravidade de um buraco negro. Além disso, um buraco negro supermassivo costuma enviar feixes massivos de destruição (mais conhecidos como jatos). Mas talvez os buracos negros possam fazer mais do que espreitar e destruir? Em junho de 2021, os astrônomos disseram que esses buracos negros supermassivos poderiam causar o nascimento de novas estrelas!
Buracos negros supermassivos ajudam
As estrelas recém-formadas não estariam nas grandes galáxias onde os próprios buracos negros supermassivos residem. Em vez disso, as novas estrelas estão nas pequenas galáxias satélites que existem na periferia das galáxias maiores.
A revista científica Nature publicou esta pesquisa em 10 de junho de 2021.
Esses astrônomos analisaram os dados de até 124.163 galáxias satélites que residem nos arredores de 29.631 galáxias grandes, cada uma com um buraco negro supermassivo em seu centro.
Essa quantidade impressionante de dados vem do Sloan Digital Sky Survey (SDSS), um projeto ambicioso que mapeia o céu há mais de duas décadas.
Buracos negros supermassivos não são apenas destrutivos?
Nem todos os astrônomos consideram as descrições freqüentemente usadas de buracos negros supermassivos inteiramente corretas. Krista Smith expressou recentemente seus pensamentos sobre como buracos negros supermassivos são frequentemente retratados.
E, de fato, embora existam quantidades inimagináveis de energias envolvidas que reconhecidamente podem causar alguns estragos, esta nova pesquisa mostra algo diferente. Ele descreve como a energia de um buraco negro supermassivo central pode explodir – da direção dos jatos – gás intergaláctico para longe, para longe na periferia do halo da galáxia e formar “bolhas” no gás. Quando pequenas galáxias satélites viajam através dessas bolhas, os astrônomos notaram que elas formam novas estrelas em uma taxa mais alta do que fariam de outra forma. Por que é que?
Com que frequência as estrelas se formam?
Sua galáxia média não forma novas estrelas com frequência. Por exemplo, nossa própria galáxia, a Via Láctea, forma apenas cerca de duas estrelas por ano. Para formar uma nova estrela, você precisa de gás. Cada galáxia consiste em estrelas e gás (e poeira e matéria escura). Quanto mais gás, mais estrelas você pode formar. Consequentemente, a capacidade de formar estrelas varia de galáxia para galáxia.
Algumas galáxias passam por surtos de crescimento. Estas são chamadas de galáxias starburst. Eles formam muito mais estrelas do que a Via Láctea, da ordem de algumas centenas de estrelas por ano. E então existem algumas galáxias que mal formam estrelas.
Um exemplo do último tipo são os pequenos tipos de galáxias satélites que giram em torno de galáxias maiores. Nossa Via Láctea possui várias, sendo as mais famosas as Grandes e Pequenas Nuvens de Magalhães (essas duas são visíveis do hemisfério sul).
Vento contrário do gás no meio intergaláctico
As galáxias satélites mal formam estrelas e, por muitas décadas, os astrônomos suspeitam que é porque o meio intergaláctico (IGM) que está presente entre as galáxias está removendo seu gás. O gás no meio intergaláctico é extremamente quente e fino; apenas cerca de um átomo por metro cúbico ou menos. Você pode comparar isso ao gás entre as estrelas dentro de uma galáxia – o meio interestelar – que tem um átomo por centímetro cúbico (aproximadamente o tamanho de um dado).
Apesar da espessura inimaginavelmente fina do gás intergaláctico, ele afeta as galáxias que se movem por ele, como um vento contrário que você sentiria ao andar de moto. Não afeta as estrelas já existentes na pequena galáxia. Mas, para fazer novas estrelas, você precisa de gás, e o gás da galáxia – o material para fazer estrelas – será definitivamente afetado pelo gás que encontra à medida que a galáxia se move através dele, e é removido. Conseqüentemente, não sobra gás suficiente para formar novas estrelas, e a galáxia se torna estéril, se você quiser. Os astrônomos chamam esse efeito de perda de gás durante a viagem através da remoção de pressão de ram do IGM.
Este é um processo muito demorado e nada que possamos observar em tempo real. Em vez disso, os astrônomos recebem ajuda de simulações para descobrir o que pode estar acontecendo.
Pausa para o almoço e suas consequências
Durante uma pausa para o almoço no Instituto Max Planck, dois astrônomos – um teórico e um observador – tiveram uma discussão. A teórica, Annalisa Pillepich, havia feito um tipo especial de simulação (veja a imagem no início deste artigo). O observador, Ignacio Martin-Navarro, era um especialista em trabalhar com grandes conjuntos de dados como o SDSS.
Na simulação, Pillepich encontrou bolhas no gás intergaláctico, com densidade de gás bem menor, em cada lado da galáxia, causadas pela atividade do buraco negro supermassivo em seu centro. Seus jatos se estendem do disco de acreção em cada direção, soprando gás como um soprador de folhas limpando as folhas no outono. Os dois astrônomos meditaram: O que aconteceria com as galáxias satélites viajando por essas cavidades vazias?
Uma declaração do Instituto Max Planck dizia:
Martín-Navarro abordou esta questão em seu próprio domínio. Ele tinha vasta experiência em trabalhar com dados de uma das maiores pesquisas sistemáticas até hoje: o Sloan Digital Sky Survey (SDSS), que fornece imagens de alta qualidade de uma grande parte do hemisfério norte … Ele examinou 30.000 grupos e aglomerados de galáxias, cada uma contendo uma galáxia central e, em média, quatro galáxias satélites.
O que eles descobriram foi uma surpresa: havia galáxias satélites formando estrelas mais ativamente na direção onde o buraco negro supermassivo ejeta sua energia.
Por que isso é uma surpresa? É porque alguém poderia pensar que a energia do buraco negro supermassivo perturbaria a formação de estrelas e a explodiria, como um vento apaga uma vela. Em vez disso, disseram esses astrônomos, as saídas dos buracos negros abrem caminho no meio intergaláctico para que as galáxias satélites que viajam não sejam afetadas por ele e preservem sua formação estelar em andamento. Em média, essas galáxias tinham 5% menos probabilidade de ter sua atividade de formação estelar extinta.
Resumindo: os astrônomos descobriram que buracos negros supermassivos podem limpar grandes áreas semelhantes a bolhas nos arredores de suas galáxias hospedeiras. Quando pequenas galáxias satélites viajam por essas áreas, elas formarão mais estrelas do que de outra forma.
Publicado em 09/07/2021 00h43
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