Astrônomos da Universidade da Califórnia, em Riverside, descobriram que ventos fortes impulsionados por buracos negros supermassivos no centro de galáxias anãs têm um impacto significativo na evolução dessas galáxias, suprimindo a formação de estrelas.
Galáxias anãs são pequenas galáxias que contêm entre 100 milhões e alguns bilhões de estrelas. Em contraste, a Via Láctea tem de 200 a 400 bilhões de estrelas. Galáxias anãs são o tipo de galáxia mais abundante no universo e geralmente orbitam galáxias maiores.
A equipe de três astrônomos ficou surpresa com a força dos ventos detectados.
“Esperávamos que precisaríamos de observações com resolução e sensibilidade muito mais altas, e tínhamos planejado obtê-las como acompanhamento de nossas observações iniciais”, disse Gabriela Canalizo, professora de física e astronomia na UC Riverside, que liderou a pesquisa. equipe. “Mas pudemos ver os sinais forte e claramente nas observações iniciais. Os ventos eram mais fortes do que havíamos antecipado.”
Canalizo explicou que os astrônomos suspeitam há duas décadas que buracos negros supermassivos no centro de galáxias grandes podem ter uma influência profunda na maneira como as galáxias crescem e envelhecem.
“Nossas descobertas agora indicam que seu efeito pode ser tão dramático, se não mais dramático, em galáxias anãs no universo”, disse ela.
Os resultados do estudo aparecem no The Astrophysical Journal.
Os pesquisadores, que também incluem Laura V. Sales, professora assistente de física e astronomia; e Christina M. Manzano-King, aluna de doutorado no laboratório de Canalizo, usou uma parte dos dados do Sloan Digital Sky Survey, que mapeia mais de 35% do céu, para identificar 50 galáxias anãs, 29 das quais mostraram sinais de sendo associado a buracos negros em seus centros. Seis dessas 29 galáxias mostraram evidências de ventos – especificamente, saídas de gás ionizado de alta velocidade – emanando de seus buracos negros ativos.
“Usando os telescópios Keck no Havaí, fomos capazes não apenas de detectar, mas também de medir propriedades específicas desses ventos, como sua cinemática, distribuição e fonte de energia – a primeira vez que isso foi feito”, disse Canalizo. “Encontramos algumas evidências de que esses ventos podem estar alterando a velocidade com que as galáxias são capazes de formar estrelas”.
Manzano-King, o primeiro autor do trabalho de pesquisa, explicou que muitas perguntas sem resposta sobre a evolução das galáxias podem ser entendidas através do estudo de galáxias anãs.
“Galáxias maiores geralmente se formam quando galáxias anãs se fundem”, disse ela. “Galáxias anãs são, portanto, úteis para entender como as galáxias evoluem. As galáxias anãs são pequenas porque, depois que se formaram, de alguma forma evitaram se fundir com outras galáxias. Assim, elas servem como fósseis, revelando como era o ambiente do universo primitivo. Anão galáxias são as menores galáxias nas quais estamos vendo diretamente ventos – gás flui até 1.000 quilômetros por segundo – pela primeira vez “.
Manzano-King explicou que quando o material cai em um buraco negro, ele se aquece devido ao atrito e aos fortes campos gravitacionais e libera energia radiativa. Essa energia empurra o gás ambiente para fora do centro da galáxia para o espaço intergaláctico.
“O interessante é que esses ventos estão sendo empurrados por buracos negros ativos nas seis galáxias anãs, e não por processos estelares como supernovas”, disse ela. “Normalmente, os ventos impulsionados por processos estelares são comuns em galáxias anãs e constituem o processo dominante para regular a quantidade de gás disponível nas galáxias anãs para formar estrelas”.
Os astrônomos suspeitam que quando o vento que emana de um buraco negro é empurrado para fora, ele comprime o gás à frente do vento, o que pode aumentar a formação de estrelas. Mas se todo o vento for expulso do centro da galáxia, o gás ficará indisponível e a formação de estrelas poderá diminuir. O último parece ser o que está ocorrendo nas seis galáxias anãs identificadas pelos pesquisadores.
“Nestes seis casos, o vento tem um impacto negativo na formação de estrelas”, afirmou Sales. “Modelos teóricos para a formação e evolução de galáxias não incluíram o impacto de buracos negros em galáxias anãs. No entanto, estamos vendo evidências de uma supressão da formação de estrelas nessas galáxias. Nossas descobertas mostram que os modelos de formação de galáxias devem incluir buracos negros tão importantes, se não dominantes, reguladores da formação de estrelas em galáxias anãs “.
Em seguida, os pesquisadores planejam estudar a massa e o momento das saídas de gás nas galáxias anãs.
“Isso informaria melhor os teóricos que confiam nesses dados para construir modelos”, disse Manzano-King. “Esses modelos, por sua vez, ensinam aos astrônomos observacionais como os ventos afetam galáxias anãs. Também planejamos fazer uma pesquisa sistemática em uma amostra maior do Sloan Digital Sky Survey para identificar galáxias anãs com vazões originadas em buracos negros ativos”.
Publicado em 14/10/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-10-black-holes-stunt-growth-dwarf.html
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