Buracos negros supermassivos podem impedir que suas galáxias formem estrelas
Os aglomerados azuis brilhantes nos braços espirais da Galáxia do Catavento (Messier 101) são locais de formação estrelas. Créditos: NASA, ESA, K. Kuntz (JHU), F. Bresolin (University do Havaí), J. Trauger (Jet Propulsion Lab), J. Mould (NOAO), Y.-H. Chu (Universidade de Illinois) e STScI
A formação de estrelas nas galáxias tem sido um grande foco da pesquisa em astronomia. Décadas de observações bem-sucedidas e modelagens teóricas resultaram no bom entendimento do modo como acontece o colapso do gás para a formação de novas estrelas dentro e além de nossa Via Láctea.
No entanto, graças a programas de observação como o Sloan Digital Sky Survey (SDSS), os astrônomos perceberam que nem todas as galáxias estão ativamente formando esses corpos celestes. Essa questão é uma grande incógnita do processo de evolução das galáxias, e gera debates entre especialistas há aproximadamente 20 anos. A fim de entender o que impede a formação de estrelas, uma equipe de pesquisa liderada por Joanna Piotrowska, doutoranda na Universidade de Cambridge, elaborou um experimento. Seus resultados foram apresentados no evento virtual National Astronomy Meeting (NAM 2021).
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Usando três sistemas de simulações cosmológicas de última geração – EAGLE, Illustris e IllustrisTNG – os astrônomos investigaram o que esperaríamos ver no Universo real, tal como é observado pelo SDSS, quando diferentes processos físicos estavam interrompendo a formação de estrelas em galáxias massivas.
A equipe, então, aplicou um algoritmo para classificar as galáxias em formadoras de estrelas ou quiescentes, observando qual parâmetro melhor prediz as transformações. Entre eles estavam a massa dos buracos negros supermassivos encontrados no centro das galáxias (objetos monstruosos com até bilhões de vezes a massa do nosso Sol), a massa total das estrelas na galáxia, ou a massa do halo de matéria escura ao redor das galáxia.
Esses parâmetros permitiram , assim, que os pesquisadores descobrissem qual dos seguintes processos físicos é o responsável por forçar as galáxias a entrarem em um estado de semi-aposentadoria: injeções de energia feitas por buracos negros supermassivos, explosões de supernovas ou aquecimento de gás nos halos massivos.
E conforme apontaram as simulações, a massa descomunal do buraco negro parece ser o principal fator que interrompe a formação estelar. Mais importante ainda, esses resultados correspondem a observações feitas anteriormente, adicionando peso às descobertas dos pesquisadores.
“É realmente emocionante ver como as simulações predizem exatamente o que vemos no Universo real. Buracos negros supermassivos – objetos com massas equivalentes a milhões ou até bilhões de sóis – realmente têm um grande efeito em seus arredores. Esses objetos forçam suas galáxias hospedeiras a entrarem em uma espécie de semi-aposentadoria da formação de estrelas. “, disse Piotrowska.
Publicado em 02/08/2021