Buracos negros supermassivos vieram à tona como motores da evolução galáctica, mas novas observações da Via Láctea e seu buraco central ainda não se encaixam.
Em 12 de maio, em nove coletivas de imprensa simultâneas ao redor do mundo, astrofísicos revelaram a primeira imagem do buraco negro no coração da Via Láctea. A princípio, por mais impressionante que tenha sido, a imagem meticulosamente produzida do anel de luz ao redor do poço central de escuridão da nossa galáxia parecia apenas provar o que os especialistas já esperavam: o buraco negro supermassivo da Via Láctea existe, está girando e obedece às instruções de Albert Einstein. teoria geral da relatividade.
E, no entanto, em uma inspeção mais próxima, as coisas não se encaixam.
A partir do brilho do bagel de luz, os pesquisadores estimaram a rapidez com que a matéria está caindo em Sagitário A * – o nome dado ao buraco negro central da Via Láctea. A resposta é: não rapidamente. “Está entupido até um pouco”, disse Priya Natarajan, cosmóloga da Universidade de Yale, comparando a galáxia a um chuveiro quebrado. De alguma forma, apenas um milésimo da matéria que está fluindo para a Via Láctea do meio intergaláctico circundante chega até o buraco. “Isso está revelando um grande problema”, disse Natarajan. “Para onde está indo esse gás? O que está acontecendo com o fluxo? Está muito claro que nossa compreensão do crescimento dos buracos negros é suspeita.”
Ao longo do último quarto de século, os astrofísicos reconheceram que existe uma relação estreita e dinâmica entre muitas galáxias e os buracos negros em seus centros. “Houve uma grande transição no campo”, diz Ramesh Narayan, astrofísico teórico da Universidade de Harvard. “A surpresa foi que os buracos negros são importantes como formadores e controladores de como as galáxias evoluem.”
Esses buracos gigantes – concentrações de matéria tão densas que a gravidade impede que até a luz escape – são como os motores das galáxias, mas os pesquisadores estão apenas começando a entender como eles funcionam. A gravidade atrai poeira e gás para dentro do centro galáctico, onde forma um disco de acreção giratório ao redor do buraco negro supermassivo, aquecendo e se transformando em plasma incandescente. Então, quando o buraco negro engole essa matéria (seja em gotas e borrões ou em rajadas repentinas), a energia é cuspida de volta para a galáxia em um processo de feedback. “Quando você cria um buraco negro, está produzindo energia e despejando-a no ambiente com mais eficiência do que por meio de qualquer outro processo que conhecemos na natureza”, disse Eliot Quataert, astrofísico teórico da Universidade de Princeton. Esse feedback afeta as taxas de formação de estrelas e os padrões de fluxo de gás em toda a galáxia.
Mas os pesquisadores têm apenas ideias vagas sobre os episódios “ativos” dos buracos negros supermassivos, que os transformam nos chamados núcleos galácticos ativos (AGNs). “Qual é o mecanismo de disparo? Qual é o botão de desligar? Essas são as questões fundamentais que ainda estamos tentando abordar”, disse Kirsten Hall, do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
O feedback estelar, que ocorre quando uma estrela explode como uma supernova, é conhecido por ter efeitos semelhantes aos do feedback AGN em menor escala. Esses motores estelares são facilmente grandes o suficiente para regular pequenas galáxias “anãs”, enquanto apenas os motores gigantes de buracos negros supermassivos podem dominar a evolução das maiores galáxias “elípticas”.
Em termos de tamanho, a Via Láctea, uma típica galáxia espiral, fica no meio. Com poucos sinais óbvios de atividade em seu centro, pensava-se que nossa galáxia era dominada por feedback estelar. Mas várias observações recentes sugerem que o feedback do AGN também o molda. Ao estudar os detalhes da interação entre esses mecanismos de feedback em nossa galáxia – e lidando com quebra-cabeças como a atual obscuridade de Sagitário A * – os astrofísicos esperam descobrir como galáxias e buracos negros coevoluem em geral. A Via Láctea “está se tornando o laboratório astrofísico mais poderoso”, disse Natarajan. Ao servir como um microcosmo, “pode ser a chave”.
Publicado em 24/08/2022 16h28
Artigo original: