Buracos negros com massas equivalentes a milhões de sóis freiam o nascimento de novas estrelas, dizem os astrônomos. Usando aprendizado de máquina e três simulações de última geração para apoiar os resultados de uma grande pesquisa do céu, pesquisadores da Universidade de Cambridge resolveram um longo debate de 20 anos sobre a formação de estrelas.
A formação de estrelas em galáxias tem sido um ponto focal da pesquisa em astronomia. Décadas de observações bem-sucedidas e modelagem teórica resultaram em nossa boa compreensão de como o gás colapsa para formar novas estrelas dentro e além da 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 são ativamente formadoras de estrelas – existe uma população abundante de objetos “quiescentes” que formam estrelas em 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. Joanna Piotrowska e sua equipe do Kavli Institute for Cosmology 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 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 tipicamente milhões ou mesmo 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 – melhor prediz como as galáxias se desenvolvem.
Esses parâmetros permitiram à equipe descobrir qual processo físico – injeção de energia por buracos negros supermassivos, explosões de supernovas ou aquecimento por choque de gás em halos maciços – é responsável por forçar as galáxias à semi-aposentadoria.
As novas simulações prevêem a massa do buraco negro supermassivo como o fator mais importante para frear a formação de estrelas. Fundamentalmente, os resultados da simulação correspondem às observações do Universo local, acrescentando peso às descobertas dos pesquisadores. Os resultados são relatados no Monthly Notices da Royal Astronomical Society.
“É realmente emocionante ver como as simulações preveem exatamente o que vemos no universo real”, disse Piotrowska. “Buracos negros supermassivos – objetos com massas equivalentes a milhões ou mesmo bilhões de sóis – realmente têm um grande efeito em seus arredores. Esses objetos monstruosos forçam suas galáxias hospedeiras a uma espécie de semi-aposentadoria da formação estelar.”
Publicado em 24/03/2022 08h09
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