Buracos negros ativos estão matando suas galáxias

Galáxias antigas com buracos negros muito ativos estão morrendo de verdade!

Um novo estudo usando observações astronômicas arquivadas em todo o espectro eletromagnético chegou a uma conclusão bastante surpreendente e um tanto inquietante: buracos negros supermassivos nos centros de muitas galáxias podem ter suprimido a formação de estrelas - seria uma sentença de morte para essas galáxias?

Em termos muito gerais, quando olhamos ao redor do Universo próximo hoje, vemos dois tipos de galáxias: aquelas que ainda estão produzindo estrelas, como a Via Láctea, e aquelas que não produzem. Muitas dessas galáxias são elípticas - galáxias parecidas com bolas de algodão que têm muitas estrelas, mas praticamente nenhum gás e poeira, o combustível bruto para fazer estrelas. E, de fato, as estrelas nessas galáxias são muito antigas, indicando que as galáxias formaram estrelas no início, mas depois pararam por algum motivo.

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Estrelas massivas são luminosas e azuis e não vivem muito, então as galáxias formadoras de estrelas tendem a ser mais azuis. Galáxias com estrelas mais velhas parecem mais vermelhas, então as chamamos de "vermelhas e mortas".

Ilustração artística compara uma galáxia viva com nascimento de estrelas (esquerda)

com uma galáxia morta onde estrelas não estão nascendo (direita).

Créditos: NASA

As galáxias condenadas à morte

Os astrônomos suspeitam que o que esteja impedindo a formação de estrelas nessas galáxias vermelhas e mortas são seus buracos negros. Todas as grandes galáxias têm buracos negros supermassivos em seus centros, com milhões ou mesmo bilhões de vezes a massa do nosso Sol. Não sabemos exatamente como eles crescem, o que é um dos maiores quebra-cabeças da cosmologia no momento. Mas eles se alimentam, e muito!

Quando a matéria cai em direção ao centro galático, ela se acumula ao redor do buraco negro e fica terrivelmente quente. Isso cria um poderoso vento de partículas subatômicas que pode fluir para longe do buraco negro a uma velocidade tremenda, com impulso suficiente para realmente soprar o material que alimenta o buraco negro. Se for poderoso o suficiente, pode realmente soprar todo o gás da galáxia, impedindo a formação de estrelas.

As galáxias estão morrendo?

Para descobrir, os astrônomos realizaram observações do Universo distante com vários telescópios, observando desde a luz-visível como também no infravermelho, rádio e raios-X.

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Eles dividiram as galáxias em dois grupos: aquelas com formação estelar ativa e as não ativas. As galáxias onde nascem muitas estrelas produzem muita radiação ultravioleta, que é desviada para o vermelho na luz visível e para o infravermelho em galáxias muito distantes. 

Os buracos negros que se alimentam ativamente produzem muitos raios-X e ondas de rádio, então eles observaram esse comprimento de onda em seguida.

Imagem composta por dados do Observatório Subaru e do Observatório VISTA mostram galáxias a uma distância média de 10 bilhões de anos-luz que estão morrendo.

Créditos: NAOJ / Subaru Telescope / VISTA Observatory / divulgação

A conclusão foi que as galáxias mais ativas com buracos negros em crescimento eram mais propensas a terem uma queda brusca no nascimento de estrelas. Em outras palavras, parece que no geral, os buracos negros muito ativos estão sufocando a formação de estrelas em suas galáxias hospedeiras, um processo que os astrônomos chamam de extinção.

Sim. Alguns buracos negros estão realmente matando suas galáxias hospedeiras. Mas isso não é uma regra que vale para todas as galáxias.

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Algumas galáxias com buracos negros muito ativos continuam tendo uma formação grande de estrelas. Outras galáxias com buracos negros dormentes também não exibem uma formação de estrelas e parecem estar morrendo. Por que elas são diferentes da maioria? Isso ainda é um mistério.

Imagens: (capa-ilustração) / NASA / NAOJ / Subaru Telescope / VISTA Observatory / divulgação

29/08/2022

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