De acordo com um novo estudo que usa dados do Observatório de raios-X Chandra da NASA, o mesmo fenômeno que faz com que uma viagem de avião seja acidentada, turbulência, pode ser a solução para um mistério de longa data acerca do nascimento das estrelas, ou da sua ausência.
Os aglomerados de galáxias são os maiores objetos do Universo, mantidos juntos pela gravidade. Estes colossos contêm centenas ou milhares de galáxias individuais que estão imersas em gás com temperaturas de milhões de graus.
Este gás quente, que é o maior componente dos aglomerados galácticos sem contar com a matéria escura invisível, brilha em raios-X que o Chandra consegue detectar. Ao longo do tempo, o gás nos centros destes enxames arrefece o suficiente para que as estrelas se formem a taxas incríveis. No entanto, não é o que os astrônomos observam em muitos enxames de galáxias.
"Nós sabíamos que de alguma forma o gás nos enxames está a ser aquecido para evitar com que arrefeça e forme estrelas. A questão era exatamente como," afirma Irina Zhuravleva da Universidade de Stanford em Palo Alto, no estado americano da Califórnia, que liderou o estudo publicado na última edição online da revista Nature. "Pensamos que encontramos evidências de que o calor é canalizado a partir de movimentos turbulentos, que nós identificamos de assinaturas registadas em imagens de raios-X."
Estudos anteriores mostram que buracos negros supermassivos, centrados em grandes galáxias no meio de enxames galácticos, bombeiam grandes quantidades de energia ao seu redor em poderosos jatos de partículas energéticas que criam cavidades no gás quente. O Chandra e outros telescópios de raios-X já tinham detectado anteriormente estas cavidades gigantes.
A pesquisa mais recente por Zhuravleva e colegas fornecem novas informações sobre o modo como a energia pode ser transferida a partir destas cavidades até ao gás circundante. A interação destas cavidades com o gás pode estar gerando turbulência, ou movimento caótico, que depois se dispersa para manter o gás quente durante milhares de milhões de anos.
"Quaisquer movimentos de gás a partir da turbulência acabarão por decair, libertando a sua energia para o gás," afirma o co-autor Eugene Churazov,do Instituto Max Planck de Astrofísica, em Munique, Alemanha. "Mas o gás não vai arrefecer se a turbulência for forte o suficiente e se for criada regularmente."
A evidência da turbulência vem de dados do Chandra sobre os dois enormes enxames galácticos de Perseu e Virgem. Ao analisar dados de observação de cada enxame, a equipe foi capaz de medir flutuações na densidade do gás. Esta informação permitiu-lhes estimar a quantidade de turbulência no gás.
"O nosso trabalho dá-nos uma estimativa de quanta turbulência é gerada nestes aglomerados," comenta Alexander Schekochihin da Universidade de Oxford no Reino Unido. "Pelo que determinamos até agora, existe turbulência suficiente para balançar o arrefecimento do gás."
Estes resultados suportam o modelo "feedback" que envolve buracos negros supermassivos nos centros de aglomerados de galáxias. O gás arrefece e cai na direção do buraco negro a um ritmo acelerado, fazendo com que o buraco negro aumente o "output" dos seus jatos, o que produz cavidades e impulsiona a turbulência no gás. Esta turbulência eventualmente dissipa-se e aquece o gás.
Apesar de uma fusão entre dois enxames galácticos também produzir turbulência, os investigadores pensam que as erupções de buracos negros supermassivos são a principal fonte desta agitação cósmica nos centros densos de muitos enxames.
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