Mesmo pequenas galáxias têm enormes buracos negros. Essa é a conclusão de um novo estudo das chamadas galáxias anãs – galáxias tão pequenas e escuras que os astrônomos só conhecem as que estão relativamente próximas. Além disso, esses buracos negros são um pouco explosivos – motores que alimentam fortes jatos de gás e radiação que sufocam o crescimento das galáxias.
“Esta é uma daquelas coisas que você espera encontrar, e veio com trovão”, disse Gabriela Canalizo, astrônoma da Universidade da Califórnia, em Riverside, que liderou a equipe de pesquisa. Ela e seus colegas encontraram galáxias anãs com buracos negros fornecendo feedback energético mais forte até do que eles esperavam. A pesquisa foi submetida ao The Astrophysical Journal.
Os astrofísicos há muito pensavam que as maiores galáxias (como a nossa própria Via Láctea) tinham o monopólio de gigantescos buracos negros ativos, que muitas vezes se escondem no centro da galáxia. Os astrônomos os encontram observando as curvas duras feitas por estrelas próximas, ou captando o brilho que aparece quando o gás e as estrelas caem, criando um “núcleo galáctico ativo” expelindo radiação.
Mas a fraqueza e o tamanho diminuto das galáxias anãs tornam seus buracos negros extremamente difíceis de detectar. Enquanto a Via Láctea inclui algumas centenas de bilhões de estrelas, os anões geralmente hospedam apenas milhões. Como eles têm poucas estrelas para os astrônomos rastrearem, e pouco gás e poeira para alimentar núcleos galácticos ativos, presumiu-se que quaisquer buracos negros em galáxias anãs viveriam de acordo com seu nome e seriam muito escuros para serem encontrados. “Achamos que essas coisas estão aí”, em parte porque algumas simulações de computador os previram, disse Jillian Bellovary, astrofísico do Museu Americano de História Natural. “Mas eles são invisíveis.”
Não mais. Os pesquisadores iniciaram sua busca vasculhando o Sloan Digital Sky Survey, que é essencialmente um enorme mapa do céu noturno do norte coletado durante muitos anos de observação. Eles escolheram 29 galáxias anãs relativamente próximas usando dois critérios. Primeiro, eles procuraram por radiação em certos comprimentos de onda óptica e infravermelha que não poderiam vir apenas de estrelas – possíveis sinais de um núcleo galáctico ativo. Segundo, eles escolheram galáxias em forma de disco que tinham suas bordas semelhantes a discos voltadas para nós. É mais fácil estudar o movimento de gases nessas galáxias do que nas galáxias vistas do lado plano.
Eles então usaram o gigante telescópio Keck no Havaí para observações de acompanhamento. Ao olhar mais de perto as 29 galáxias candidatas, elas encontraram 13 que mostraram evidências de que os íons de oxigênio não tinham dois elétrons – um sinal revelador de um núcleo galáctico ativo. Eles também determinaram que o gás nessas 13 galáxias estava fluindo a velocidades de até 1.000 quilômetros por segundo – rápido o suficiente para pelo menos um pouco de gás superar a atração gravitacional da galáxia e irromper no espaço intergaláctico.
Esses poderosos fluxos de gás mudam o que sabemos sobre o crescimento dessas galáxias. As galáxias crescem como aglomerados de gás colapsam e formam novas estrelas. Durante este processo, outras estrelas morrem em explosões de supernovas, que podem perturbar o processo de formação de estrelas e ejetar o gás da galáxia.
“Nós pensamos que o que regulava o crescimento de galáxias anãs era explosões de supernovas”, disse Mar Mezcua, astrônomo do Instituto de Ciências Espaciais de Barcelona. Mas esses buracos negros maciços, na forma de núcleos galácticos ativos, são disruptores de crescimento muito mais poderosos. “Pode ser que isso aconteça como galáxias mais massivas”, onde o crescimento é dominado por enormes buracos negros centrais e núcleos galácticos ativos, disse ela.
A pesquisa também afeta a visão padrão de como os maiores buracos negros do universo passaram a existir. Muitos astrofísicos, incluindo Bellovary, pensam que buracos negros supermassivos crescem quando galáxias inteiras colidem umas com as outras, levando seus buracos negros centrais a colidirem e formarem outros maiores. Se as galáxias anãs abrigam grandes buracos negros, as colisões entre essas galáxias menores podem levar a buracos negros da variedade supermassiva, que pode ter a massa de bilhões de sóis.
Testes dessa idéia podem ter que esperar pela antena espacial de interferômetro a laser da Agência Espacial Européia, ou LISA. Ele é projetado para medir as ondas gravitacionais que emanam dos impactos de buracos negros menores, como os que hoje são conhecidos por habitar galáxias anãs. Seu lançamento planejado ainda está a 15 anos de distância.
Publicado em 24/07/2019
Artigo original: https://www.quantamagazine.org/big-black-holes-found-in-the-smallest-galaxies-20190723/
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