Astrônomos que estudavam o buraco negro supermassivo no centro da galáxia IRAS F11119+3257 descobriram evidências de que os ventos que sopram do buraco negro estão a varrer o reservatório de material de formação estelar da galáxia. Os ventos começam pequenos e rápidos, a cerca de 25% da velocidade da luz na vizinhança do buraco negro e sopram o equivalente a uma massa solar de gás por ano. À medida que viajam para longe do buraco negro, ficam mais lentos mas chegam a varrer até 800 massas solares de gás molecular por ano. É a primeira prova sólida de que os ventos dos buracos negros estão a esgotar o gás molecular das suas galáxias hospedeiras e acabam por desligar a formação estelar.
Um grupo de astrónomos a trabalhar no observatório espacial Herschel da ESA descobriu que os ventos de um enorme buraco negro estão a varrer o reservatório de matéria-prima para a criação de estrelas da sua galáxia hospedeira. Localizados no coração da maioria das galáxias, os buracos negros supermassivos são objetos extremamente densos e compactos com massas que têm milhões e milhões de vezes a do nosso Sol. Muitos são bastante passivos, como o que está no centro da nossa Via Láctea. No entanto, alguns buracos negros estão a devorar com grande apetite tudo o que os rodeia. Estes buracos negros devoradores não só usam o gás que os rodeia para se alimentarem, como também expulsam parte desse gás na forma de ventos fortes e jatos. Os astrónomos já suspeitavam que estes ventos eram responsáveis por escoar o gás interestelar das galáxias. Em particular, as moléculas de gás das quais nascem as estrelas.
Esta impressão de artista mostra como o buraco negro junta material das redondezas num disco (laranja) de matéria. Parte deste material é empurrado por um vento (azul), que por sua vez alimenta um fluxo galáctico exterior e a larga-escala de gás molecular (vermelho). Crédito: ESA/ATG medialab
Este efeito pode afetar a formação de estrelas das galáxias, diminuindo a sua capacidade de criação ou mesmo extingui-la completamente. Mas, até agora, não tinha sido possível observar este processo. Os astrónomos já tinham detetado com telescópios de raios-X ventos muito perto de buracos negros. E, através de observações em infravermelho, tinham já registado descargas de moléculas de gás de grande intensidade nas galáxias. Mas não tinham ainda observado os dois fenómenos na mesma galáxia. Um novo estudo mudou este cenário. Foram detetados ventos impelidos por um buraco negro, com diferentes intensidades.
A galáxia IRAS F11119+3257 mostra características ténues que podem ser detritos de marés, um sinal que este objeto está a atravessar uma fusão galáctica. A imagem de fundo é do SDSS (Sloan Digitized Sky Survey), enquanto a inserção é uma imagem com um filtro vermelho do telescópio de 2,2 metros da Universidade do Hawaii. Crédito: NASA/SDSS/S. Veilleux
“É a primeira vez que vimos um buraco negro supermassivo a explodir o reservatório de gás de criação de estrelas da galáxia”, explica Francesco Tombesi, do Centro de Voo Espacial Goddard, da NASA, e da Universidade de Maryland, nos EUA, que liderou o estudo publicado esta semana na Nature. Combinando observações em infravermelho do observatório espacial Herschel, da ESA, com novos dados do satélite de raios-X Suzaku, do Japão e EUA, os astrónomos detetaram ventos perto do buraco negro central da galáxia IRAS F11119+3257 e os ventos a empurrarem o gás galáctico para o exterior. Perto do buraco negro, os ventos são fracos e rápidos, com rajadas de cerca de 25% da velocidade da luz e sopram o equivalente a cerca de uma massa solar de gás por ano. À medida que progridem para o exterior, os ventos tornam-se mais lentos, mas passam a varrer algumas centenas adicionais de massas solares de moléculas de gás por ano e empurram-nas para fora da galáxia.
Esta impressão de artista mostra o fluxo de gás molecular (vermelho) numa galáxia que contém um buraco negro supermassivo no seu centro. Crédito: ESA/ATG medialab
Este estudo mostra, pela primeira vez, que os ventos dos buracos negros estão a esvaziar de gás as suas galáxias hospedeiras através de expulsões em grande escala. E concorda com a teoria de que os buracos negros podem, em última instância, parar a formação de estrelas nas suas galáxias hospedeiras.“O observatório espacial Herschel já tinha revolucionado o nosso conhecimento sobre a criação de estrelas. Este novo resultado ajuda-nos a compreender como e por que é que a formação de estrelas nalgumas galáxias pode ser alterada ou até mesmo desligada”, diz Göran Pilbratt, cientista do observatório Herschel na ESA. “O culpado deste mistério cósmico foi encontrado. Como muitos suspeitavam, um buraco negro central pode impulsionar expulsões de gás em grande escala, que extingue a formação de estrelas.”
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