Não! O “gole cósmico” não é uma campanha de venda de refrigerantes ou bebidas… O “Dark gulping” (gole escuro / deglutição negra cósmica / o trago negro) é uma hipótese inovadora sobre como os gigantescos buracos negros centrais das galáxias primordiais surgiram a partir do colapso da matéria escura.
Os buracos negros supermassivos são um mistério. Esses behemoths cósmicos conseguem empacotar massas de bilhões de sóis e ficam espreitando os cosmos no centro das galáxias, como a Via Láctea. Os cientistas não sabem ao certo como eles surgiram e nem como eles conseguiram ficar tão massivos.
Um processo chamado ‘Dark Gulping’ (Gole Negro) poderá resolver o mistério sobre como os buracos negros supermassivos se formaram quando o Universo tinha menos de 1 bilhão de anos de idade.
Dr. Curtis Santox apresentou novo estudo na European Week of Astronomy and Space Science na Universidade de Hertfordshire em Hatfield.
O halos de matéria escura seriam os responsáveis pelo gula cósmica?
Esta imagem composta obtida pelo Telescópio Espacial Hubble mostra um “anel” fantasma de matéria escura no aglomerado galáctico Cl 0024+17. A estrutura em anel está evidente no mapa azul da distribuição de matéria escura do aglomerado galáctico. O mapa da matéria escura está super imposto na imagem do Hubble. Este anel é uma das evidências mais fortes até agora da existência da matéria escura. Crédito: NASA, ESA, M.J. Jee y H. Ford (Universidade Johns Hopkins)
O Dr. Saxton e o professor Kinwah Wu, ambos do UCL’s Mullard Space Science Laboratory, desenvolveram um modelo computacional que estuda as interações gravitacionais entre o halo invisível de matéria escura em um aglomerado de galáxias e o gás de matéria convencional (bariônica) embutido nos halos de matéria escura. Eles acharam que as interações fizeram com que a matéria escura poderia formar uma massa central compacta, instável gravitacionalmente, dependendo das propriedades inerentes a matéria escura. Se o aglomerado escuro foi perturbado, a massa central poderia entrar em processo de rápido colapso, sem nenhum traço de emissão de radiação eletromagnética. Este rápido colapso dinâmico de matéria escura instável foi denominado ‘Dark Gulping’ (O gole negro).
A massa escura afetada no núcleo compacto é compatível com a escala do buraco negro supermassivo presente nas galáxias atualmente. Existem diversas teorias que tentam explicar como esses buracos negros gigantescos se formaram, as três propostas mais conhecidas falam de:
Um colapso de uma única nuvem de gás;
Um buraco negro formado por uma estrela moribunda gigante cresceu à custa da absorção de quantidades imensas de matéria;
Um aglomerado de buracos negros se fundiu em um só.
Todas as opções acima indicam que os buracos negros já estavam presentes quando o Universo tinha menos de 1 bilhão de anos de idade. A gula negra cósmica vem para nos trazer uma solução de como a lentidão do processo de acresção foi revertido, habilitando o rápido surgimento de gigantescos buracos negros.
“Parece que a matéria escura domina gravitacionalmente a dinâmica das galáxias e aglomerados galácticos. Entretanto as suas propriedades, origens e a distribuição das partículas escuras ainda é alvo de grandes conjecturas. Nós sabemos apenas com certeza que a matéria escura não reage a luz [e radiação em geral], mas é através da gravidade que ela [matéria escura] interage com a matéria convencional [bariônica]. Estudos anteriores têm ignorado a interação entre o gás interestelar e a matéria escura, mas, detalhando isto em nosso modelo, nós achamos um quadro muito mais realístico que se ajusta melhor as observações e poderá também trazer uma pista sobre a presença dos buracos negros supermassivos primordiais”, disse o Dr. Saxtom
De acordo com o modelo simulado o desenvolvimento de massa compacta no núcleo é inevitável. O gás frio causa isto mover gentilmente na direção do centro. O gás pode ter até 10 milhões de graus nas redondezas dos halos que tem alguns milhões de anos luz de diâmetro, com uma zona mais fria em direção do núcleo, que envolve um interior quente de alguns milhares de anos-luz, O gás não se resfria indefinidamente, mas atinge uma temperatura mínima, que se ajusta bem as observações de raio-X dos aglomerados galácticos.
O modelo também investiga em quantas dimensões as partículas de matéria escura se moveram, para determinar a taxa pela qual o halo de matéria escura se expandiu e absorveu calor, afetando em suma a distribuição de matéria escura no sistema.
“Dentro do contexto de nosso modelo o tamanho dos núcleos observados nos aglomerados galácticos e o conjunto de massas dos buracos negros gigantes implicam que as partículas de matéria escura tiveram entre 7 e 10 graus de liberdade”, afirma Dr. Saxton. “Com mais de seis, a região interna de matéria escura se aproxima do limiar da instabilidade gravitacional, abrindo a possibilidade da ocorrência do ‘dark gulping’ [gole cósmico]”.
As descobertas foram publicadas no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
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