Conduzindo enormes fluxos de galáxias com buracos negros supermassivos

Uma imagem do Observatório de Raios-X Chandra do centro do aglomerado de galáxias Perseus. Os astrônomos usaram a instalação milimétrica do ALMA para estudar os mecanismos de extinção de AGN e as estruturas de filamentos moleculares em doze aglomerados de galáxias. Crédito: NASA / CXC / IoA / A.Fabian et al.

Núcleos galácticos ativos (AGN) são buracos negros supermassivos no centro das galáxias que estão acumulando material em seus discos circunucleares quentes, liberando a energia em rajadas de radiação ou como jatos de partículas se movendo perto da velocidade da luz.

Essas explosões energéticas, por sua vez, geram fluxos de gás ionizado, neutro e molecular que podem se estender por milhares de anos-luz e se mover a velocidades de centenas de quilômetros por segundo. Os fluxos de gás podem ser lançados diretamente do disco de acreção quente, apesar da pressão de radiação na poeira que é misturada com o gás, por ventos térmicos quentes ou por outros mecanismos que geram bolhas quentes de gás. Ao expulsar o gás da galáxia, um núcleo ativo restringe o combustível disponível para a formação de estrelas e retarda o crescimento da galáxia. O mecanismo também é autolimitado, pois acaba suprimindo o acúmulo de gás no buraco negro. Os astrônomos que acompanham a taxa de formação de estrelas no tempo cósmico acreditam que esse processo, chamado de extinção, é responsável pelo declínio dramático na formação de estrelas desde o pico da atividade de formação de estrelas, cerca de dez bilhões de anos atrás.

O astrônomo da CfA Paul Nulsen e seus colegas usaram dados novos e de arquivo da instalação milimétrica do ALMA para estudar as saídas de gás molecular em doze galáxias massivas nos centros de aglomerados de galáxias. O gás quente que circunda as galáxias nesses aglomerados maciços deve esfriar, retornar às galáxias e produzir mais novas estrelas, continuando o ciclo de feedback. A alta resolução espacial das imagens do ALMA, obtida na linha de emissão de gás monóxido de carbono, permitiu ao cientista investigar os processos em detalhes, em particular as estruturas filamentosas que caracterizam a maior parte do gás nessas galáxias centrais. Eles descobrem que filamentos moleculares gigantes e nuvens aparentemente se formam à medida que as bolhas quentes do gás que escapam começam a esfriar, e que essas saídas acabam parando e recirculando na galáxia. Eles também identificam uma tendência entre a massa do gás molecular diretamente ao redor do AGN central e a potência do jato.


Publicado em 04/02/2020 13h36

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