Buracos negros regulam formação de galáxias, sugere estudo

Pesquisadores acreditam que o efeito de buracos que orbitam galáxias vai muito além desses sistemas. A imagem acima é uma representação artística desses objetos. Créditos: lonely/shutterstock

No coração de quase todas as galáxias existe um buraco negro. Mesmo possuindo campos gravitacionais extremamente intensos, esse objetos conseguem afetar apenas uma pequena região ao redor do núcleo das galáxias que orbitam. No entanto, apesar desse fato, e de seu tamanho reduzido em comparação aos grandes sistemas galácticos, um grupo de pesquisadores está defendendo a ideia de que a evolução das galáxias seria regulada pela atividade dos buracos negros. Para esses cientistas, sem recorrer aos efeitos dos buracos negros, não seria possível explicar as propriedades observadas nas galáxias.

As previsões teóricas sugerem que, à medida que esses buracos negros crescem, eles geram energia suficiente para aquecer e expulsar o gás que está no interior das galáxias para grandes distâncias. Observar e descrever o mecanismo pelo qual essa energia interage com as galáxias e modifica sua evolução é, portanto, uma questão básica na astrofísica atual.

Com este objetivo em mente, um estudo liderado por Ignacio Martín Navarro, pesquisador do Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), deu um passo além. Ele tentou ver se a matéria e a energia emitidas ao redor desses buracos negros conseguem alterar alterar a evolução não apenas da galáxia hospedeira, mas também das galáxias satélites ao seu redor, que ficam a distâncias ainda maiores. Para fazer isso, a equipe usou o Sloan Digital Sky Survey. A ferramenta lhes permitiu analisar as propriedades das galáxias em milhares de grupos e aglomerados. As conclusões deste estudo, iniciado durante a estada de Ignacio no Instituto Max Planck de Astrofísica foram publicadas na revista Nature.

Será que um buraco negro colossal influenciou a evolução da vida na Terra?

“Surpreendentemente descobrimos que as galáxias satélite formavam uma quantidade maior ou menor de estrelas dependendo de sua orientação em relação à galáxia central.”, explica Annalisa Pillepich, pesquisadora do Instituto Max Planck de Astronomia, da Alemanha, e coautora do artigo. Para tentar explicar esse efeito, os pesquisadores usaram uma simulação cosmológica do Universo chamada Illustris-TNG. Seu código contém uma forma específica de lidar com a interação entre os buracos negros centrais e suas galáxias hospedeiras. “Tal como acontece com as observações, a simulação Illustris-TNG mostra uma modulação clara da taxa de formação de estrelas em galáxias satélites dependendo da sua posição em relação à galáxia central”.

Este resultado é de extrema importância. As conclusões dão suporte observacional para a ideia de que os buracos negros centrais desempenham um papel fundamental na regulação da evolução das galáxias. No entanto, a hipótese é continuamente questionada, dada a dificuldade de medir o possível efeito dos buracos negros em galáxias reais, sem considerar apenas implicações teóricas.

De acordo com as conclusões do estudo, haveria um acoplamento particular entre os buracos negros e suas galáxias. Através dele, os buracos negros podem expelir matéria a grandes distâncias dos centros galácticos, podendo até mesmo afetar a evolução de outras galáxias próximas. “Assim, não apenas podemos observar os efeitos dos buracos negros centrais na evolução das galáxias, como nossa análise abre caminho para entender a interação em detalhes”, explica Navarro.

“Este trabalho tem sido possível graças à colaboração entre duas comunidades. Os observadores e os teóricos do campo da astrofísica extragaláctica estão descobrindo o quanto as simulações podem ser uma ferramenta útil para compreender o comportamento do Universo”, conclui.

Publicado em 10/06/2021

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