Quase todas as galáxias do nosso universo parecem ter um buraco negro gigante no centro, incluindo a nossa própria Via Láctea. O Telescópio Event Horizon recentemente tirou uma foto da parte interna da Galáxia de Virgem a uma distância de 55 milhões de anos-luz de distância. Então é legal. E uma vez que você supera esse fato surpreendente, surge outro. Existe uma relação muito peculiar entre a massa do buraco negro no centro de uma galáxia e as propriedades da própria galáxia. Por exemplo, quanto maior a galáxia, maior o buraco negro. Mas há algumas exceções estranhas a essa tendência geral, e os astrônomos que estudam essas esquisitices podem revelar um elo crucial entre a evolução dos buracos negros e das galáxias.
Um começo sombrio
Se você está se perguntando o que veio primeiro, a galáxia ou seu buraco negro, a resposta é: não sabemos. Em algum ponto do passado distante – cerca de 13 bilhões e meio de anos atrás, quando as estrelas começaram a se formar – galáxias e buracos negros gigantes parecem ter se formado relativamente ao mesmo tempo. Mas se buracos negros gigantes começaram a germinar dentro de galáxias ainda jovens, ou galáxias se aglutinaram em torno de buracos negros infantis, um relacionamento pessoal rígido foi estabelecido muito rapidamente.
Os astrônomos acreditam que há comunicação e interação regulares entre buracos negros gigantes e suas galáxias. Quanto maior a galáxia, quanto mais material houver, e quanto mais material houver, mais combustível haverá para alimentar a boca sempre aberta do gigantesco buraco negro. Mas quando os buracos negros se alimentam, eles se tornam ativos; o gás gira com energias intensas quando cai no horizonte de eventos. Algum desse gás aquece e emite explosões poderosas de radiação que escapam da vizinhança. Em outros casos, o gás pode girar em torno das bordas externas do buraco negro sem cair, formando longos jatos que se estendem por milhares de anos-luz para o meio circundante.
Como você pode imaginar, isso é muita energia sendo despejada na vizinhança do buraco negro. Essa energia aquece o gás ao redor, e o gás agora quente tem muito pouca inclinação para afundar no centro, onde poderia arriscar um encontro com o buraco negro. Com o gás permanecendo a salvo, o buraco negro não consegue se alimentar, e assim se estabiliza em tamanho.
Mas se a galáxia é capaz de crescer, isso pode pressionar mais gás para o centro, sobrecarregar quaisquer dúvidas e dar ao buraco negro uma nova refeição, que é devidamente acompanhada por um novo episódio de feedback que sustenta o crescimento contínuo do negro. buraco de espiral fora de controle.
Assim, conforme as galáxias crescem, seus buracos negros crescem em degraus. Pequenas galáxias acabam com pequenos buracos negros, e grandes galáxias acabam com grandes buracos negros.
Exceto para aqueles que não.
Segredos das pepitas azuis
Algumas galáxias abrigam buracos negros extremamente grandes, muito além da tendência estabelecida por seus irmãos. Como esses buracos negros ficaram tão grandes, se as galáxias que os abrigam não têm material suficiente para fazê-las assim?
A resposta, de acordo com um estudo recente, pode vir de um tipo peculiar de galáxia conhecido como pepita azul. Isso mesmo, pepita azul. É uma espécie de galáxia e eu não estou inventando esse nome.
As galáxias de pepitas azuis são encontradas apenas muito longe, o que significa que elas eram uma característica do universo muito mais jovem e não existiam nos dias atuais. Nuggets azuis são, como o nome sugere, azul e pequeno. Eles são galáxias relativamente pequenas que apresentam uma taxa excepcionalmente melhorada de formação de estrelas. Já que eles estão formando estrelas como loucos, essas galáxias tendem a formar estrelas azuis maiores que a média, dando a elas a cor de seu nome.
As galáxias são capazes de formar estrelas com taxas tão excepcionais porque, apesar de seu tamanho, estão sendo alimentadas por fluxos próximos de gás, que bombeiam material para a galáxia menor, elevando sua taxa de formação de estrelas.
Alimente a máquina
Mas esse influxo de matéria-prima em tão tenra idade tem um custo. Com toda a atividade, um enorme buraco negro se forma no centro, muito maior do que você esperaria em uma galáxia tão jovem. E esse buraco negro de alimentação vomita por toda a galáxia azul da casca, impedindo a formação de estrelas. Porque a galáxia é tão pequena, esse feedback não afeta apenas o núcleo, mas a coisa toda, essencialmente, terminando o crescimento dessa galáxia em uma idade muito jovem.
Assim, a população de estrelas que nasceu cedo, que torna a pepita agradável e azul, acaba morrendo, deixando para trás apenas estrelas vermelhas pequenas, com pouca atividade nova, convertendo essa galáxia no que é carinhosamente conhecido como pepita vermelha. E por causa dessa explosão inicial de atividade, ostenta um buraco negro central excepcionalmente grande.
Poderia esta realmente ser a história por trás dessas galáxias estranhas e seus grandes buracos negros? Temos apenas alguns exemplos de casos tão extremos, por isso, sem mais dados, é difícil tirar conclusões firmes. E, no entanto, esta história é convincente e poderia fornecer uma pista no conto em andamento entre buracos negros em suas galáxias.
Você pode ler gratuitamente o estudo “Demografia de buraco negro supermassivo: Evadindo-se M”, no arXiv do site de pré-impressão on-line.
Publicado em 28/07/2019
Artigo original: https://www.space.com/small-galaxies-monster-black-holes-mystery-solved.html
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