Detectados buracos negros gigantes em galáxias moribundas no início do universo

 

 Uma equipe internacional de astrônomos usou um banco de dados combinando observações dos melhores telescópios do mundo para detectar o sinal de buracos negros supermassivos ativos de galáxias moribundas no início do universo. A aparência desses buracos negros supermassivos ativos se correlaciona com as mudanças na galáxia hospedeira, sugerindo que um buraco negro pode ter efeitos de longo alcance na evolução de sua galáxia hospedeira. 

Os resultados do estudo foram publicados na revista The Astrophysical Journal. 

A Via Láctea inclui estrelas de várias idades, incluindo sóis ainda em formação. Mas em galáxias conhecidas como galáxias elípticas, todas as estrelas são velhas e têm aproximadamente a mesma idade. Isso indica que, no início de suas histórias, as galáxias elípticas tiveram um período de formação estelar prolífica que terminou repentinamente. 

Por que essa formação de estrelas cessou em algumas galáxias, mas não em outras, não é bem compreendido. Uma possibilidade é que um buraco negro supermassivo perturbe o gás em algumas galáxias, criando um ambiente inadequado para a formação de estrelas. 

Para testar essa teoria, os astrônomos observam galáxias distantes. Devido à velocidade finita da luz, leva tempo para ela viajar pelo vazio do espaço. A luz que vemos de um objeto a 10 bilhões de anos-luz de distância teve que viajar por 10 bilhões de anos para chegar à Terra. 

Assim, a luz que vemos hoje mostra como era a galáxia quando a luz deixou essa galáxia há 10 bilhões de anos. Então, olhar para galáxias distantes é como olhar para trás no tempo. Mas a distância intermediária também significa que as galáxias distantes parecem mais fracas, dificultando o estudo. 

Para superar essas dificuldades, uma equipe internacional liderada por Kei Ito no SOKENDAI, no Japão, usou o Cosmic Evolution Survey (COSMOS) para amostrar galáxias de 9,5 a 12,5 bilhões de anos-luz de distância. O COSMOS combina dados obtidos por telescópios líderes mundiais, incluindo o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA, no Chile) e o Telescópio Subaru (Japão). O COSMOS inclui ondas de rádio, luz infravermelha, luz visível e dados de raios X. 

A equipe usou primeiramente dados ópticos e infravermelhos para identificar dois grupos de galáxias: aquelas com formação estelar em andamento e aquelas onde a formação estelar parou. A relação sinal-ruído dos dados de raios X e ondas de rádio era muito fraca para identificar galáxias individuais. 

Assim, a equipe combinou os dados de diferentes galáxias para produzir imagens de relação sinal-ruído mais altas de galáxias “médias”. Nas imagens médias, a equipe confirmou as emissões de raios X e rádio para as galáxias sem formação de estrelas. 

Esta é a primeira vez que tais emissões foram detectadas em galáxias distantes a mais de 10 bilhões de anos-luz de distância. Além disso, os resultados mostram que as emissões de raios X e rádio são muito fortes para serem explicadas apenas pelas estrelas da galáxia, indicando a presença de um buraco negro supermassivo ativo. 

Esse sinal de atividade do buraco negro é mais fraco para galáxias onde a formação de estrelas está em andamento. 

Esses resultados mostram que um fim abrupto na formação de estrelas no início do universo se correlaciona com o aumento da atividade dos buracos negros supermassivos. Mais pesquisas são necessárias para determinar os detalhes do relacionamento.

Fonte: NASA