Buracos negros com massas equivalentes a milhões de sóis colocam um freio no nascimento de novas estrelas, dizem os astrônomos. Usando aprendizado de máquina e três simulações de última geração para respaldar os resultados de um grande levantamento do céu, os pesquisadores resolvem um debate de 20 anos sobre a formação de estrelas. Joanna Piotrowska, Ph.D. estudante da Universidade de Cambridge, apresentará o novo trabalho hoje no virtual National Astronomy Meeting (NAM 2021).
A formação de estrelas nas galáxias tem sido um ponto focal da pesquisa em astronomia. Décadas de observações bem-sucedidas e modelagem teórica resultaram em nosso bom entendimento de como o gás colapsa para formar novas estrelas dentro e além de nossa Via Láctea. No entanto, graças a programas de observação de todo o céu, como o Sloan Digital Sky Survey (SDSS), os astrônomos perceberam que nem todas as galáxias no Universo local estão ativamente em formação de estrelas – existe uma população abundante de objetos “quiescentes” que formam estrelas a significativamente baixas taxas.
A questão do que impede a formação de estrelas nas galáxias continua sendo a maior incógnita em nossa compreensão da evolução das galáxias, debatida nos últimos 20 anos. Piotrowska e sua equipe montaram um experimento para descobrir o que poderia ser o responsável.
Usando três simulações cosmológicas de última geração – EAGLE, Illustris e IllustrisTNG – os astrônomos investigaram o que esperaríamos ver no Universo real, conforme observado pelo SDSS, quando diferentes processos físicos estavam interrompendo a formação de estrelas em galáxias massivas.
Os astrônomos aplicaram um algoritmo de aprendizado de máquina para classificar as galáxias em formadoras de estrelas e quiescentes, perguntando qual dos três parâmetros: a massa dos buracos negros supermassivos encontrados no centro das galáxias (esses objetos monstruosos têm normalmente milhões ou até bilhões de vezes a massa do nosso Sol), a massa total das estrelas na galáxia, ou a massa do halo de matéria escura ao redor das galáxias, prediz melhor como as galáxias se tornarão.
Esses parâmetros então permitiram à equipe descobrir qual processo físico: injeção de energia por buracos negros supermassivos, explosões de supernovas ou aquecimento de gás em halos massivos é responsável por forçar as galáxias a uma semi-aposentadoria.
As novas simulações prevêem a massa supermassiva do buraco negro como o fator mais importante para travar a formação de estrelas. Crucialmente, os resultados da simulação correspondem às observações do universo local, adicionando peso às descobertas dos pesquisadores.
Piotrowska diz: “É realmente emocionante ver como as simulações predizem exatamente o que vemos no universo real. Buracos negros supermassivos – objetos com massas equivalentes a milhões ou até bilhões de sóis – realmente têm um grande efeito em seus arredores. Esses monstros objetos forçam suas galáxias hospedeiras a uma espécie de semi-aposentadoria da formação de estrelas. “
Publicado em 23/07/2021 09h23
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