O Planeta Rosa é... salgado

 O Planeta Rosa é... salgado: suas nuvens contêm sal, uma novidade para um objeto desse tipo.

Imagem da NASA

Descoberto em 2013, GJ504b, apelidado de "Planeta Rosa", orbita uma estrela semelhante ao Sol, a 57 anos-luz da Terra. Com uma massa 25 vezes maior que a de Júpiter e uma temperatura de 290°C, ele se encontra na fronteira entre um planeta gigante e uma anã marrom . Sua atmosfera finalmente teve sua composição revelada graças ao JWST.

GJ504b nunca atingiu a massa necessária para brilhar como uma estrela. Apesar de sua temperatura relativamente baixa (embora ainda quente o suficiente para assar pão), permanece muito tênue para ser observada por telescópios terrestres. Em apenas duas horas, o JWST conseguiu o que as observações noturnas haviam falhado, obtendo um espectro completo deste objeto.

O espectro revelou um coquetel químico diverso: água, dióxido de carbono, metano e amônia No entanto, essas moléculas sozinhas eram insuficientes para explicar os dados . Os modelos existentes eram incompatíveis até que a equipe incorporou um elemento completamente inesperado: nuvens de sal nas profundezas da atmosfera de GJ504b.

Essas nuvens de sal, antes invisíveis, alteram a assinatura luminosa do planeta atenuando moléculas mais profundas. "Esta é a primeira vez que nuvens de sal se mostram essenciais para a interpretação de um espectro", afirma Aneesh Baburaj. Os resultados, então, tornam-se fisicamente consistentes.

A descoberta das nuvens de sal abre novas perspectivas para o estudo de atmosferas frias. Tais nuvens podem ser mais comuns do que se pensava, influenciando nossa compreensão da química e da meteorologia desses mundos distantes.

Contudo, a origem de GJ504b permanece um mistério: trata-se de um planeta gigante ou de uma estrela falhada?

Sua abundância de elementos pesados ​​(metais) intriga os pesquisadores, mas não é suficiente para chegar a uma conclusão. Por ora, GJ504b permanece um enigmático "Planeta Rosa" e pode um dia ser classificado como uma "Anã Rosa". O estudo detalhado foi publicado no The Astronomical Journal em 18 de junho.

Techno-science.net

Este sistema exoplanetário 'improvável' é tão peculiar devido a um objeto estranho em seu interior.

 "Essa descoberta oferece uma visão crucial de como os planetas se formam, mesmo ao redor de objetos massivos e excêntricos." 

Uma ilustração do improvável sistema planetário que inclui a anã marrom massiva TOI-201 c, o Júpiter quente TOI-201 b, a super-Terra rochosa TOI-201 d e a estrela hospedeira TOI-201. (Crédito da imagem: INAF) 

Utilizando a espaçonave TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA, dedicada à busca de exoplanetas, cientistas descobriram um sistema planetário que consideram "improvável". Essa descoberta pode mudar a forma como pensamos sobre os mecanismos de formação de planetas.

A razão para a configuração incomum deste sistema planetário é uma estrela falhada, ou anã marrom, designada TOI-201 c. Objetos como este recebem o apelido um tanto injusto de "estrelas falhadas" porque, apesar de se formarem a partir do colapso de uma nuvem de gás e poeira como outras estrelas, não conseguem acumular massa suficiente para desencadear a fusão nuclear de hidrogênio em hélio em seus núcleos. Anãs marrons têm massas entre 13 e 80 vezes a de Júpiter, ou de 0,013 a 0,08 da massa do Sol . Isso as coloca exatamente entre os planetas mais massivos e as estrelas menores.

O planeta TOI-201 c está em uma órbita altamente elíptica, levando 2.881 dias para orbitar sua estrela, o que resultou na formação de planetas, incluindo uma super-Terra chamada TOI-201 d e um Júpiter quente chamado TOI-201 b, em uma zona estreita dentro de sua órbita, algo que não é apenas novidade para os astrônomos; é completamente inesperado com base nos modelos de formação planetária.

A órbita de 5,8 dias de TOI-201 d e a órbita de 53 dias de TOI-201 b estão perfeitamente alinhadas com a órbita da anã marrom. A anã marrom cria instabilidade gravitacional a distâncias equivalentes à distância entre Marte e o Sol, mas isso não impediu a formação de planetas no sistema.

"Esta descoberta fornece uma visão crucial de como os planetas se formam, mesmo em torno de objetos massivos e excêntricos", disse Aldo Bonomo, membro da equipe e pesquisador do INAF, em um comunicado enviado por e-mail.

O sistema desafia a ideia de que os planetas gigantes gasosos se formam a distâncias equivalentes a 2 a 3 vezes a distância entre a Terra e o Sol, nos discos de gás e poeira que circundam as estrelas durante sua infância.

"A presença da anã marrom em uma órbita tão elíptica forçou os planetas a se formarem e sobreviverem ocupando as bordas mais internas e quentes do disco primordial", disse Luca Naponiello, membro da equipe do Instituto Nacional de Astrofísica (INAF), em comunicado. "Além disso, os dados mostram que, durante a aproximação da anã marrom, o Júpiter quente sofre variações fortes e repentinas no tempo de seu trânsito, testemunhando uma interação dinâmica intensa e vigorosa que está ocorrendo atualmente entre os dois gigantes."

O sistema foi descoberto pelo TESS através de um raro evento de monotrânsito, que descreve um corpo planetário realizando uma única passagem em frente à sua estrela, causando uma queda no brilho estelar. Isso foi seguido por uma campanha de observação realizada a partir da Terra.

É extremamente raro descobrir objetos como TOI-201 c, com períodos orbitais tão longos e excêntricos, através dos trânsitos que fazem de sua estrela hospedeira. Esta anã marrom é o primeiro desses objetos a ter sua massa confirmada, representando um importante avanço na astronomia.

"Ele [TOI-201c] é o objeto em trânsito com o período orbital mais longo para o qual a massa é conhecida", disse Naponiello.

Os resultados da equipe foram publicados na quarta-feira (17 de junho) na revista Nature.

Space.com

Mini-universos podem surgir dentro de estrelas

  Gravastar em vez de buraco negro

Uma estrela brilha porque os átomos se fundem em seu interior, liberando energia por esse processo de fusão nuclear. Quando uma estrela muito massiva esgota seu combustível nuclear, a pressão da radiação não consegue mais fornecer força contrária suficiente à gravidade: A estrela então colapsa sob sua própria massa, até que reste apenas um único ponto: a singularidade, o "coração teórico" de um buraco negro. 

Miniuniverso em expansão pode contrabalançar a matéria em colapso de uma estrela, ficando contido em uma estrutura mais palatável do que um buraco negro. [Imagem: Jampolski/Rezzolla/Goethe University Frankfurt]

Parece uma boa explicação, não fosse o fato de que, nesse estágio, as leis da física que conhecemos e usamos para desenhar esse quadro simplesmente deixam de funcionar, tornando impossível prever o que acontece. Embora a formação de um buraco negro pareça plausível (veja a reportagem Não, nós não sabemos como são os buracos negros), restam mais perguntas que respostas: Como dez bilhões de massas solares de uma estrela tão massiva podem se concentrar em um único ponto minúsculo? Como o espaço-tempo pode ser curvado infinitamente nesse ponto, a singularidade?

Além disso, os buracos negros ocultam todas as informações da observação: Tudo, inclusive a luz, desaparece irremediavelmente além do horizonte de eventos.

Isso deixa muitas possibilidades em aberto, e foram essas possibilidades que Daniel Jampolski e Luciano Rezzolla, da Universidade Goethe de Frankfurt, na Alemanha, exploraram agora estudando as estrelas gravitacionais condensadas, ou gravastars - a palavra é um acrônimo para Gra(vitational) va(cuum) star, e poderia ser traduzida como "gravastrela".

Se essa linha de pesquisa estiver correta, é possível que os buracos negros sejam objetos completamente diferentes, muito mais simples: Estrelas ultracompactas, que não podem ser vistas devido à sua intensa gravidade.

Mas a pesquisa da dupla trouxe outras possibilidades ainda mais interessantes.

Além de "substituir" os buracos negros, as gravastars poderiam parecer uma boneca matryoshka, como se um corpo celeste existisse dentro de outro. [Imagem: Jampolski/Rezzolla/Goethe University Frankfurt]

Miniuniverso

As gravastars são mais fáceis de aceitar do que os buracos negros porque elas não envolvem nem uma singularidade e nem um horizonte de eventos e, ainda assim, são quase tão massivas e compactas quanto os buracos negros. O que permanecia incerto era como essas gravastars poderiam se formar e permanecer estáveis.

Os dois pesquisadores conseguiram agora, pela primeira vez, encontrar uma solução dinâmica para as equações de campo da Relatividade Geral de Albert Einstein, que descrevem o colapso de uma estrela, podendo levar à formação de uma gravastar. 

A solução matemática mostrou que o colapso de uma estrela massiva pode desencadear a criação de um miniuniverso dentro da matéria em colapso, não muito diferente do Big Bang do qual o nosso Universo emergiu, só que em uma escala muito menor. Assim como no caso do nosso Universo, a expansão do miniuniverso seria impulsionada pela energia escura. Dessa forma, a expansão do novo Universo contrabalança as forças gravitacionais e impede o colapso da estrela, antes que um buraco negro possa se formar.

Nesse processo, estabelece-se um equilíbrio entre o miniuniverso em expansão e a matéria em colapso, e esse equilíbrio é o que leva à formação de uma gravastar estável.

"Buscar alternativas aos buracos negros não deve implicar ceticismo em relação a eles, que ainda representam a solução mais natural e simples para o colapso gravitacional. No entanto, como cientistas em geral, e como físicos teóricos em particular, é essencial manter uma abordagem imparcial em relação ao que desconhecemos e, portanto, explorar tanto o conhecimento aceito quanto as interpretações mais exóticas. A história nos ensina que não é incomum que estas últimas se tornem aquelas," considerou Rezzolla.

Inovação Tecnológica

O SETI divulga sua conclusão sobre o objeto interestelar 3I/ATLAS: tecnologia extraterrestre ou não?

 Embora a origem natural do cometa interestelar 3I/ATLAS seja geralmente aceita, a equipe do Instituto SETI o analisou mesmo assim, na esperança de capturar um sinal que revelasse tecnologia extraterrestre. 

O conjunto de radiotelescópios Allen no Observatório Hat Creek, na Califórnia. Crédito: Seth Shostak/SETI Institute

O 3I/ATLAS é apenas o terceiro objeto interestelar já detectado em nosso sistema solar, depois do enigmático 'Oumuamua em 2017 e do cometa 2I/Borisov em 2019. Descoberto oficialmente em 1º de julho de 2025 pelo telescópio ATLAS, no Chile, este objeto se move a uma velocidade vertiginosa . Todas as observações indicam que se trata de um cometa normal, ejetado de seu sistema de origem por interações gravitacionais.

Compreender a população natural de objetos interestelares é importante para um dia reconhecer uma verdadeira nave artificial. Como destaca Sofia Sheikh, pesquisadora do Instituto SETI, é essencial identificar qualquer anomalia que possa ser um sinal de um objeto construído por alguma forma de inteligência.

A equipe de Sheikh usou o Allen Telescope Array, na Califórnia, para ouvir o 3I/ATLAS por mais de sete horas. O objetivo: capturar sinais de rádio de banda estreita, que não existem na natureza. De quase 74 milhões de candidatos, eles reduziram o número para cerca de 200 após filtrar interferências humanas. No final, mesmo esses 200 se revelaram emissões terrestres ou de satélite. 

Ainda assim, essa busca malsucedida tem um significado valioso, pois demonstra que nossos instrumentos são capazes de detectar potenciais assinaturas artificiais, ou sua ausência, mesmo em locais muito distantes. 

Os resultados, publicados no The Astronomical Journal , confirmam, com base em observações, que o 3I/ATLAS é de fato um objeto natural. Eles estabelecem limites rigorosos para a potência de qualquer transmissor potencial: nada mais potente do que um eletrodoméstico (de 10 a 110 watts) nas frequências observadas. Isso não significa, porém, que a busca deva cessar. Pelo contrário, este estudo mostra que nossa tecnologia está pronta para detectar um sinal real, caso ele exista. 

Além da busca por vida extraterrestre, este trabalho nos ajuda a aprimorar nossos métodos. Cada objeto interestelar é uma oportunidade para aprendermos a distinguir o natural do artificial. Assim, mesmo sem extraterrestres, o 3I/ATLAS nos ofereceu uma valiosa lição sobre nossa própria capacidade de explorar o desconhecido. 

Um dia, nossas próprias sondas Voyager poderão se tornar artefatos extraterrestres em outros sistemas estelares.

Como o SETI detecta sinais extraterrestres? 

Os astrônomos do SETI (Busca por Inteligência Extraterrestre) escutam o universo com radiotelescópios. Seu método preferido: buscar sinais de rádio de banda estreita, ou seja, emissões concentradas em uma faixa muito pequena de frequências. Nenhum fenômeno natural conhecido produz esse tipo de sinal, ao contrário dos sinais de banda larga emitidos por estrelas ou galáxias.

Quando cientistas apontam um telescópio para um alvo, captam milhões de sinais em apenas algumas horas. A maioria desses sinais provém de fontes terrestres: satélites, telefones celulares e radares. Para eliminar essas interferências, os dados são comparados com leituras obtidas de outras direções ou em outros momentos. Apenas os sinais persistentes originados do próprio alvo são retidos. 

No caso do 3I/ATLAS, a rede Allen registrou 74 milhões de sinais. Após a filtragem, restaram apenas 200, todos atribuídos à interferência humana. Esse processo rigoroso ajuda a evitar falsos positivos, embora nenhuma evidência de inteligência extraterrestre tenha sido encontrada até o momento. 

Por que os cometas interestelares vêm nos visitar?

Cometas interestelares como o 3I/ATLAS são remanescentes da formação de sistemas planetários. Quando uma estrela nasce, ela deixa para trás um disco de gás e poeira onde planetas e pequenos corpos se formam. Com o tempo, cometas podem ser ejetados de seus sistemas pelas forças gravitacionais de planetas gigantes.

Esses viajantes solitários então vagam pelo espaço interestelar por milhões, até mesmo bilhões de anos. Suas trajetórias se tornam aleatórias e, às vezes, eles cruzam o caminho de outra estrela. Nosso sistema solar já abrigou três desses cometas, mas estima-se que centenas de objetos interestelares passem perto de nós a cada ano, sem serem detectados.

Estudar esses visitantes nos ajuda a entender a composição de outros sistemas planetários. O cometa 3I/ATLAS, por exemplo, apresenta atividade semelhante à de nossos próprios cometas, indicando que os processos de formação são universais.

Techno-science.net

Longmore 8: A Nebulosa da Roda de Hamster

 

 Crédito da imagem e direitos autorais: Mazlin , Parker, Forman, Magill, Hanson Texto: Keighley Rockcliffe ( NASA GSFC , UMBC CSST , CRESST II )

Como uma roda de hamster foi parar no espaço? A Nebulosa da Roda de Hamster (Longmore 8) foi descoberta por Andrew Longmore em 1976 como parte de um levantamento maior do céu austral. Esse levantamento empregou diversos avanços na tecnologia fotográfica , incluindo o uso de filmes de alta sensibilidade , para capturar objetos mais profundos e tênues em placas que foram examinadas a olho nu e catalogadas. A imagem em destaque , tirada no Observatório El Sauce, no Chile, retrata uma intrincada estrutura em forma de roda, feita de hidrogênio brilhante, que foi lançada ao espaço por uma estrela moribunda e ionizada pela anã branca remanescente . Essa estrutura era quase invisível na placa original, o que demonstra o poder dos telescópios e câmeras modernos. Dois aglomerados opostos de gás hidrogênio vermelho, envoltos no véu azul de oxigênio ionizado, sugerem a presença de uma companheira da brilhante anã branca no centro da roda!

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Webb e Hubble revelam a história de um vestígio da formação da Via Láctea.

 Uma nova pesquisa mostra que Terzan 5 contém quatro gerações distintas de estrelas, confirmando-o como o protótipo de um "fragmento fóssil do bojo". 

Novas observações do Webb, combinadas com várias observações do Hubble, comprovam que Terzan 5 é um sistema estelar autónomo e auto-enriquecedor que contém até quatro populações estelares distintas. Este sistema orbita no interior do bojo central da nossa Galáxia, a Via Láctea. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, Giorgia Zullo (Universidade de Bolonha), Francesco Ferraro (Universidade de Bolonha); processamento de imagem - Alyssa Pagan (STScI)

Pesquisadores confirmaram a existência de uma nova classe de objetos em nossa galáxia, a Via Láctea: sobreviventes chamados de "fragmentos fósseis do bojo". Terzan 5 é o protótipo desses remanescentes da formação inicial da nossa galáxia. Bilhões de anos atrás, aglomerados primordiais semelhantes se espalharam e se fundiram para formar o bojo da Via Láctea, mas Terzan 5 permaneceu intacto até os dias atuais. Um novo estudo que combinou observações recentes do Telescópio Espacial James Webb (NASA/ESA/CSA) com dados coletados ao longo de 12 anos pelo Telescópio Espacial Hubble (NASA/ESA) demonstrou definitivamente que Terzan 5 passou por até quatro episódios distintos de formação estelar, confirmando que não se trata de um verdadeiro aglomerado globular. Em vez disso, é algo muito mais peculiar e raro.

Pesquisadores usando dois dos observatórios mais poderosos da humanidade — os telescópios espaciais James Webb (NASA/ESA/CSA) e Hubble (NASA/ESA) — demonstraram definitivamente que Terzan 5 não é um aglomerado globular como era classificado anteriormente, oferecendo novas perspectivas sobre como galáxias como a nossa se formam e evoluem ao longo do tempo. Um aglomerado globular normalmente possui apenas uma população estelar antiga.

Os novos dados não apenas confirmam a existência de duas populações distintas de estrelas em Terzan 5, mas também fornecem evidências de duas rodadas mais recentes de formação estelar. Embora localizado no bojo denso da Via Láctea, a região central esférica de estrelas mais antigas da nossa galáxia, Terzan 5 era massivo o suficiente para manter sua identidade separada enquanto sistemas mais leves se espalhavam e se misturavam para formar o bojo bilhões de anos atrás. É como um pedaço de massa em uma massa de bolo bem misturada.

“As novas observações no infravermelho próximo feitas pelo Webb, comparadas com as observações de arquivo do Hubble, nos deram uma visão muito mais clara da história de Terzan 5”, disse Giorgia Zullo, que liderou a pesquisa e é doutoranda na Universidade de Bolonha, na Itália.

Esses resultados foram apresentados em uma coletiva de imprensa na terça-feira, durante a 248ª reunião da Sociedade Astronômica Americana, e foram publicados na revista Astronomy & Astrophysics.

Quatro gerações de estrelas

Descoberto em 1968 pelo astrônomo Azop Terzan, o Terzan 5 se assemelha a um aglomerado globular em muitos aspectos. No entanto, em 2009, descobriu-se que esse sistema abriga duas populações distintas de estrelas. Em 2016, o Hubble forneceu a primeira estimativa de suas idades, mostrando que uma se formou há aproximadamente 12 bilhões de anos (enquanto a própria Via Láctea estava se formando) e a outra há cerca de 5 bilhões de anos, pouco antes da formação da Terra. Isso apontou para uma história mais complexa do que a de um aglomerado globular típico.

Estudar Terzan 5 é complicado devido à sua localização em uma região da nossa galáxia repleta de estrelas e fortemente obscurecida por poeira. É aí que o Webb entra em cena. Sua visão infravermelha permitiu que a equipe de pesquisa penetrasse a poeira e catalogasse muito mais estrelas, inclusive estrelas mais tênues, do que em trabalhos anteriores. Ao medir as cores e o brilho das estrelas, os astrônomos podem classificá-las em populações de diferentes idades e composições químicas.

Webb conseguiu medir essas propriedades essenciais para cada estrela dentro do campo de visão no céu — tanto as estrelas de Terzan 5 quanto as estrelas de primeiro plano não relacionadas. Para isolar as estrelas de Terzan 5, a equipe contou com o poder e a longevidade do Hubble. O intervalo de 12 anos entre as exposições do Hubble permitiu que a equipe medisse movimentos muito pequenos de estrelas individuais, conhecidos como movimentos próprios, para determinar quais estrelas pertencem a Terzan 5 e quais fazem parte do bojo da Via Láctea.

Combinando dados do Webb e do Hubble, os pesquisadores encontraram fortes evidências da existência de mais duas populações estelares: uma formada há 3,8 bilhões de anos e outra há apenas 2,5 bilhões de anos. Eles também conseguiram determinar as idades das populações estelares já conhecidas com uma precisão sem precedentes, descobrindo que elas se formaram há 12,5 bilhões e 4,7 bilhões de anos.

Com as duas gerações de estrelas conhecidas anteriormente, os astrônomos não podiam descartar a possibilidade de que Terzan 5 tivesse interagido com outro objeto, como um aglomerado globular ou uma nuvem molecular gigante, enriquecendo-se com novo gás e poeira que desencadearam uma segunda rodada de formação estelar. Com quatro gerações estelares, essas explicações foram descartadas.

Medições da composição estelar das populações de Terzan 5, feitas no Observatório WM Keck e no Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul, também apontam para populações muito distintas. "Juntamente com as idades dessas populações, o aglomerado preserva um registro fóssil de enriquecimento progressivo de elementos pesados ​​por supernovas", disse o coautor R. Michael Rich, astrônomo pesquisador da Universidade da Califórnia, Los Angeles.

Terzan 5 formou múltiplas gerações de estrelas porque foi capaz de reter as matérias-primas necessárias. Há evidências de poderosas explosões de supernova em Terzan 5 que forjaram elementos mais pesados, os quais foram absorvidos por gerações subsequentes de estrelas. Em sistemas com massa menor, a força das próprias explosões poderia ter ejetado os elementos resultantes, além de varrer o gás e a poeira remanescentes. O progenitor de Terzan 5 tinha massa suficiente para reter as ejeções dessas estrelas, permitindo que novas gerações de estrelas se formassem ao longo de bilhões de anos.

'Fragmento fóssil de protuberância'

Os resultados mostram que Terzan 5 é provavelmente o remanescente de um sistema estelar muito mais massivo que se formou inicialmente há 12,5 bilhões de anos. Terzan 5 é extraordinário porque sobreviveu — e nunca se fundiu ou se "misturou" completamente com o bojo da Via Láctea. "Por algum motivo, esse aglomerado peculiar de estrelas se formou separadamente do bojo e não foi destruído quando o próprio bojo se formou", disse Francesco R. Ferraro, professor da Universidade de Bolonha e investigador principal das observações do Webb. "Terzan 5 é o que agora chamamos de fragmento fóssil do bojo, porque se assemelha aos aglomerados primordiais que contribuíram para a formação do bojo."

Até o momento, existe apenas um outro objeto cósmico conhecido semelhante a Terzan 5. Liller 1 foi o segundo a ser reclassificado de aglomerado globular para fragmento fóssil do bojo estelar. Ele também contém múltiplas gerações de estrelas. Pode haver mais objetos como ele. Entre 40 e 50 aglomerados globulares adicionais que orbitam dentro do bojo serão examinados pela equipe de Ferraro para determinar se suas populações estelares são todas iguais, como nos aglomerados globulares, ou se possuem várias gerações, como nos fragmentos fósseis do bojo estelar.

Possíveis paralelos para a formação de galáxias próximas e distantes.

Em última análise, esta pesquisa pode aprimorar nosso conhecimento sobre como os bojos centrais das galáxias se formam ao longo de centenas de milhões de anos. “Com base em observações e simulações detalhadas, acreditamos que as galáxias no início do Universo possuíam enormes discos de gás que se fragmentaram em aglomerados e formaram estrelas. Esses aglomerados migraram para o centro das galáxias e muitos se fundiram para formar seus bojos”, disse Barbara Lanzoni, coautora e professora associada da Universidade de Bolonha.

Por exemplo, o Webb revelou diversos exemplos de galáxias “aglomeradas” que estavam se formando ativamente quando o Universo tinha apenas algumas centenas de milhões de anos, como os aglomerados na galáxia Firefly Sparkle . “Terzan 5 pode fornecer evidências diretas que podem ajudar a explicar como os bojos se formaram em galáxias por todo o Universo”, disse Lanzoni.

Esawebb.org

Possível remanescente de supernova no centro galáctico.

 

 Crédito e direitos autorais da imagem: Raios-X: NASA / CXC / UCLA / Z. Zhu et al.; ESA / XMM-Newton ; Óptico: PanSTARRS ; Rádio: MeerKAT ; Processamento de imagem: NASA / CXC / SAO / L. Frattare e P. Edmonds. Texto: Cecilia Chirenti ( NASA GSFC , UMCP , CRESST II )

Você consegue ver aquela mancha azul no canto inferior direito do centro da imagem? Os astrônomos acreditam que ela indica o local onde uma estrela massiva explodiu como uma supernova, cuja luz chegou à Terra há 1.700 anos . A imagem combina dados ópticos dos telescópios PanSTARRS no Havaí (estrelas de fundo em vermelho, verde e azul), dados de rádio do telescópio MeerKAT na África do Sul (grande nuvem vermelha) e raios X do Observatório de Raios X Chandra da NASA e do XMM-Newton da ESA (mostrados em azul). A grande nuvem é uma região de formação estelar chamada Sagitário C , que tem aproximadamente 50 anos-luz de extensão e está a cerca de 26.000 anos-luz da Terra . Ela está localizada a apenas cerca de 260 anos-luz do buraco negro supermassivo no centro da Galáxia (à esquerda da imagem). Se a mancha azul for confirmada como um remanescente de supernova , será um dos mais próximos já descobertos do Centro Galáctico . Nessa região densa , a morte de estrelas massivas está conectada ao nascimento de novas estrelas por meio de gás e campos magnéticos de uma maneira complexa.

Apod.nasa.gov

Estrela engoliu planeta e o lítio prova-o

 Uma equipe de astrônomos, liderada por Brooke Kotten, da Universidade de Michigan, demonstrou que a TOI-5882 — uma estrela semelhante ao Sol localizada a cerca de 1.300 anos-luz de distância — provavelmente engoliu um de seus planetas.

Representação artística de uma estrela a engolir um planeta. As linhas azuis traçam a trajetória do planeta à medida que este espirala em direção à estrela e acaba por colidir com ela (o planeta está parcialmente visível ao colidir com o lado esquerdo da estrela). Crédito: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)

Embora uma estrela possa parecer o incinerador perfeito para destruir evidências, a equipe ainda encontrou pistas reveladoras na composição química do TOI-5882, especificamente em sua concentração excepcionalmente alta de lítio.

"Somos o que comemos, certo?", afirmou Kotten, investigadora no Departamento de Astronomia da Universidade de Michigan e autora principal do novo artigo científico publicado na revista The Astrophysical Journal. "Sabemos que há muito mais lítio no material planetário do que nas estrelas. Portanto, se uma estrela engolir um planeta, vai absorver uma grande quantidade de lítio".

Quando uma estrela consome um planeta, os astrónomos chamam a isso "engolfamento". Em termos astronómicos, o processo é incrivelmente rápido, demorando semanas ou até dias. Isso significa que os astrónomos não podem contar com a observação de um evento de engolfamento quando ocorre, explicou Kotten, razão pela qual é importante desenvolver métodos que ajudem os investigadores a estudar esses eventos após terem ocorrido.

"É isso que torna esta área tão excitante. Estamos realmente a resolver um mistério", afirmou Kotten, que começou a trabalhar neste estudo enquanto estudante universitária na Universidade da Califórnia, em Santa Cruz. "Não podemos limitar-nos a assistir ao crime, por isso temos de trabalhar com todas as pistas que nos são dadas para descobrir quem foi o culpado".

Ao trabalhar para resolver estes casos, os astrónomos conseguem compreender melhor quão comum é o engolfamento planetário e as diferentes formas como isso pode ocorrer. Por exemplo, daqui a cerca de 5 mil milhões de anos, o nosso Sol entrará nas fases finais da sua vida e transformar-se-á no que se denomina uma gigante vermelha. À medida que incha, irá engolir Mercúrio, Vénus e talvez a Terra.

Mas TOI-5882 ainda não inchou ao ponto de a sua expansão ser uma explicação provável para ter engolido um planeta. No entanto, a equipa avançou com uma alternativa intrigante: a estrela pode ter tido um cúmplice.

Também em órbita de TOI-5882 está uma bola gigante de gás com mais de 20 vezes a massa de Júpiter, mas ainda não suficientemente grande para se transformar numa estrela. Este objeto, denominado anã castanha, pode ter ajudado a direcionar o planeta engolido para TOI-5882, mas testar essa teoria será objeto de um estudo separado, afirmou Kotten.

A estrela TOI-5882 tem um diâmetro que é aproximadamente o dobro do do nosso Sol. Crédito: "Eyes on Exoplanets" da NASA

Investigando o caso

O lítio é uma poderosa evidência forense porque, embora as estrelas o possuam naturalmente em pequenas quantidades, os planetas apresentam uma concentração muito mais elevada deste elemento, afirmou Seth Jacobson, um dos autores principais do estudo e professor assistente na Universidade do Estado de Michigan.

"Os átomos de lítio entregues por engolfamento planetário a uma estrela são como adeptos que chegam a um estádio", disse. "Pode já haver alguns adeptos que chegaram mais cedo, representando a quantidade inicial de lítio na atmosfera estelar, mas são rapidamente superados em número".

Com base na quantidade de lítio que os investigadores observaram, suspeitam que o planeta que TOI-5882 engoliu tinha uma massa algures entre o dobro da Terra e a de Neptuno.

"O facto de podermos observar uma estrela a 1300 anos-luz de distância e afirmar com confiança: 'Esta estrela tem mais lítio do que seria de esperar', é uma prova tanto da precisão da instrumentação moderna como do árduo trabalho de interpretação necessário para dar sentido a esse sinal", afirmou Melinda Soares-Furtado, autora sénior do estudo e professora assistente na Universidade de Wisconsin.

Catorze especialistas dos EUA e do Chile reuniram-se para este projeto. Uma técnica conhecida como espetroscopia permitiu à equipa analisar a luz proveniente de TOI-5882 em busca de sinais de lítio. A partir dos espetros da estrela, os investigadores conseguiram determinar que esta apresentava um elevado teor de lítio, mas tiveram depois de provar que esse teor era anormalmente elevado.

Por isso, reuniram um conjunto de 62 estrelas de controlo comparáveis em vários critérios, incluindo a idade, a massa e a temperatura. A equipa comparou então, de várias formas, TOI-5882 com esse grupo de controlo.

"E não é como se fosse preciso escolher os dados de forma tendenciosa para que se destacassem. É um resultado robusto", afirmou Soares-Furtado. "Independentemente da forma como se analise, TOI-5882 é tão rica em lítio que se situa, no mínimo, no 97.º percentil".

O estudo baseou-se também num trabalho anterior de Soares-Furtado que indicava que TOI-5882 poderia, de facto, ser analisada para detetar sinais de engolfamento. Ela tinha explorado as características que uma estrela teria de possuir para apresentar sinais de eventos de engolfamento e, infelizmente, muitas estrelas não se enquadram nesses critérios, afirmou. Mas TOI-5882 foi uma das raras exceções.

Curiosamente, algumas das outras estrelas da amostra de controlo também apresentaram elevadas concentrações de lítio, sugerindo que poderão existir outros mecanismos de enriquecimento em ação que os investigadores poderão explorar. Como acontece frequentemente na ciência, responder a uma pergunta pode criar mistérios, o que é uma notícia empolgante para astrónomos como Kotten.

"Quando era criança, sonhava em tornar-me detetive privada", disse ela. "Acho que isso explica muito bem onde acabei por chegar. Sinto-me mesmo como uma detetive".

Astronomia OnLine

Par de buracos negros ultramassivos pode ser o maior já encontrado, e eles esculpiram o centro de uma galáxia brutal

Imagine voltar para casa e encontrar a sala intacta, mas sem sofá, mesa, estante ou qualquer sinal de que alguém já viveu ali. Foi mais ou menos esse o tipo de estranhamento que apareceu nas imagens da galáxia A402-BCG, uma galáxia elíptica colossal no centro do aglomerado Abell 402. Em vez de um núcleo lotado de estrelas, os  astrônomos encontraram uma região escura, pobre em luz, como se uma parte do centro tivesse sido esvaziada.

O objeto central desta matéria, A402-BCG, pertence à família das enormes galáxias elípticas, como a NGC 1316 vista aqui. Imagem: NASA, ESA e The Hubble Heritage Team, STScI/AURA; com agradecimentos a P. Goudfrooij, STScI.

O estudo foi liderado por Michael McDonald e colegas e publicado em The Astrophysical Journal Letters. A equipe analisou dados do  Telescópio Espacial James Webb, do Hubble e do instrumento MUSE, instalado no Very Large  Telescope. O artigo científico descreve uma cavidade de escala quiloparsec no centro da A402-BCG e propõe que ela pode ter sido aberta por interações gravitacionais com um buraco negro ultramassivo. 

A hipótese mais chamativa é que não exista apenas um objeto desse tipo ali, mas dois. Um deles teria cerca de 50 bilhões de vezes a massa do Sol. Se o segundo candidato for confirmado, a dupla chegaria a cerca de 60 bilhões de massas solares, tornando-se possivelmente o par de buracos negros mais massivo já identificado. Para um objeto invisível, é uma entrada bastante espalhafatosa na sala.

O vazio que denunciou os gigantes

A402-BCG pertence a uma classe de galáxias que costuma morar nos centros de grandes aglomerados. Elas crescem ao longo de bilhões de anos por fusões, engolindo outras galáxias, acumulando estrelas e alimentando buracos negros centrais. Esse processo é importante para entender a evolução de uma galáxia , principalmente quando ela chega a tamanhos extremos.

O estranho é que o centro dessa galáxia não parece simplesmente empoeirado ou obscurecido. A região escura continua aparecendo nas observações do James Webb, que enxerga muito bem no infravermelho, justamente a faixa de luz que ajuda a atravessar poeira cósmica. Se fosse apenas uma cortina de poeira, o efeito deveria mudar mais claramente entre diferentes comprimentos de onda.

A AAS Nova resumiu a descoberta destacando que o núcleo pobre em estrelas mede cerca de 6,5 mil anos-luz de largura, enquanto a cavidade menor e mais escura representa um déficit estimado de aproximadamente 2 bilhões de massas solares em estrelas. Não é uma falha cosmética na imagem; é uma falta de matéria luminosa em uma escala difícil de ignorar.

Como se expulsa uma multidão de estrelas

Concepção artística de um centro galáctico ultramassivo binário. Crédito: HypeScience.com

A explicação proposta passa por uma espécie de estilingue gravitacional. Quando dois buracos negros enormes orbitam um ao outro, estrelas que passam perto demais podem receber energia orbital e ser lançadas para regiões mais externas da galáxia. Nenhuma mão invisível precisa varrer o núcleo; a própria gravidade faz o serviço com eficiencia brutal.

Esse mecanismo é conhecido em modelos de núcleos galácticos massivos. Depois que duas galáxias se fundem, seus buracos negros centrais podem formar um par. Enquanto a dupla encolhe sua órbita, ela interage com estrelas próximas e vai limpando o caminho. Em galáxias elípticas gigantes, esse processo pode criar centros menos densos do que o esperado.

No caso de A402-BCG, a cavidade parece ser a assinatura dessa faxina cósmica. O objeto brilhante visto no infravermelho, localizado na borda da região escura, tem características compatíveis com um núcleo galáctico ativo. Em linguagem mais simples: há um ponto compacto emitindo energia como se um buraco negro estivesse se alimentando de material ao redor.

O peso de 60 bilhões de sóis

A massa estimada do principal buraco negro é de cerca de 50 bilhões de massas solares. Esse valor fica muito acima de buracos negros supermassivos mais familiares, como Sagittarius A*, no centro da Via Láctea, que tem cerca de 4 milhões de massas solares. A diferença é tão grande que a comparação quase perde a utilidade, como medir um prédio e o Monte Everest com a mesma trena.

A possibilidade de um segundo buraco negro vem de observações espectroscópicas do MUSE. O instrumento detectou gás ionizado em duas regiões, uma delas associada ao ponto infravermelho brilhante e outra do lado oposto da cavidade. A equipe relata uma diferença de velocidade de cerca de 370 quilômetros por segundo entre as fontes, um indício compatível com dois núcleos ativos separados por escala galáctica.

Se a interpretação estiver correta, esse sistema superaria o par de buracos negros conhecido em PKS 2131-021, cuja massa total estimada é de cerca de 40 bilhões de massas solares, segundo cobertura da  Science News. O novo candidato seria, portanto, não apenas grande, mas grande o bastante para redefinir a prateleira dos recordes.

Por que o James Webb foi decisivo

O Hubble já havia revelado detalhes importantes da galáxia, mas o James Webb acrescentou uma peça crucial: a visão infravermelha. Como a poeira interfere menos nessa faixa, a persistência da cavidade nos dados do Webb torna menos provável que estejamos vendo apenas um bloqueio de luz. A ausência parece ser mesmo uma ausência.

Esse ponto é central para o estudo. Uma nuvem de poeira poderia simular uma mancha escura, mas deveria deixar uma assinatura diferente conforme a observação passasse do visível para o infravermelho. A análise da equipe comparou esse comportamento com sistemas conhecidos e concluiu que a explicação por poeira não resolve bem o problema. 

O Telescópio Espacial James Webb tem sido especialmente útil para investigar galáxias distantes, antigas ou cobertas por poeira. Nesse caso, ele não encontrou apenas algo brilhando; ajudou a mostrar que uma parte do brilho esperado não estava lá.

Buracos negros também esculpem galáxias

Buracos negros não são apenas ralos cósmicos onde cái toda a matéria. Quando estão no centro de galáxias, eles podem interferir no gás, no ritmo de formação de estrelas e na distribuição de matéria ao redor. Jatos, ventos e interações gravitacionais fazem parte dessa influência. Em A402-BCG, o principal efeito sugerido é mecânico: estrelas teriam sido deslocadas por encontros gravitacionais com uma dupla extrema.

Esse tipo de descoberta também importa para a matéria escura O estudo estima o déficit de estrelas, mas a região também deve conter matéria escura afetada pela dinâmica gravitacional. Como ela não emite luz, sua participação precisa ser inferida por modelos e pela distribuição da matéria visível.

A escala da cavidade ajuda a mostrar como buracos negros e galáxias evoluem juntos. Uma fusão galáctica não é apenas uma colisão bonita para render imagem de capa; é um rearranjo profundo de órbitas, gás e estruturas internas. O resultado pode permanecer registrado por bilhões de anos no formato do núcleo.

O que isso tem a ver com ondas gravitacionais

Se dois buracos negros supermassivos continuam perdendo energia orbital, a expectativa é que, em algum momento, eles se aproximem até se fundirem. Nessa etapa final, a emissão de ondas gravitacionais se tornaria fundamental. Essas ondulações no espaço-tempo já foram detectadas em fusões de buracos negros menores por observatórios terrestres, mas pares supermassivos exigem outro tipo de detector.

É aí que entra a missão LISA, planejada pela Agência Espacial Europeia com participação da NASA. Ela será formada por três espaçonaves separadas por milhões de quilômetros, projetadas para detectar ondas gravitacionais de baixa frequência, justamente o tipo esperado de sistemas muito massivos.

Mesmo que A402-BCG não produza um sinal observável em breve, sistemas como esse ajudam a estimar quantos pares parecidos existem no Universo. Esse inventário será importante quando a astronomia de ondas gravitacionais avançar para objetos muito maiores que os detectados até agora.

Uma descoberta que ainda pede cautela

Em  ciência, uma boa hipótese precisa sobreviver a novas observações, não apenas soar interessante. Por isso a linguagem do estudo é cuidadosa. Os autores não afirmam que tudo está encerrado, e sim que os dados são compatíveis com uma cavidade criada por interação dinâmica com um buraco negro ultramassivo e com a possível presença de dois núcleos ativos.

Há perguntas importantes em aberto. A segunda fonte é realmente outro buraco negro ativo? A cavidade foi produzida por uma única fase de interação ou por uma sequência de fusões anteriores? A massa estimada depende de modelos que poderão ser refinados com observações futuras. Nada disso enfraquece a descoberta; apenas mostra que ela está no ponto em que fica mais interessante.

O caso também sugere um caminho prático para procurar outros sistemas. Em vez de tentar enxergar diretamente buracos negros,  astrônomos podem procurar seus efeitos: centros galácticos esvaziados, gás ionizado, fontes compactas e assimetrias difíceis de explicar por poeira ou formação estelar comum. A ausência, quando medida com cuidado, vira dado.

Talvez o aspecto mais bonito dessa história seja a inversão de expectativa: o achado começa não com uma explosão, mas com uma lacuna. Uma galáxia enorme mostra um pedaço central empobrecido, e esse vazio aponta para objetos que podem estar entre os mais massivos já encontrados. É um lembrete útil de que o Universo nem sempre anuncia suas maiores estruturas com brilho; às vezes ele deixa um buraco no meio da cena e espera que alguém perceba.

Hypescience.com

Por que as galáxias param de formar estrelas a partir de uma determinada massa?

 As galáxias mais ativas sempre acabam por parar de produzir estrelas, mas os astrônomos tinham dificuldade em entender por que esse fenômeno é desencadeado em uma massa muito específica. Uma equipe internacional acaba de propor uma explicação clara: o nascimento de um halo de gás em combustão que interrompe o fornecimento de combustível estelar . Essa descoberta se baseia em uma das maiores simulações cosmológicas já realizadas.

Representação artística de uma galáxia jovem, aproximadamente dois bilhões de anos após o Big Bang, acumulando gás para formar inúmeras estrelas. Crédito: ESO/L. Calçada

Para entender o que bloqueia o crescimento galáctico, os pesquisadores usaram a simulação Horizon Run 5. Essa simulação modela um vasto volume cósmico virtual, rastreando a evolução da matéria escura , do gás, das estrelas e dos buracos negros desde o Big Bang até os dias atuais. A equipe selecionou aproximadamente 20.000 galáxias massivas e analisou sua história ao longo de bilhões de anos.

O fator determinante é a proporção entre a massa das estrelas e a massa total da galáxia (estrelas, gás, matéria escura , buraco negro). Essa proporção atinge o pico em galáxias com massa total entre 10¹²⁴ e 10¹²⁷ massas solares . Abaixo desse intervalo, as galáxias convertem gás em estrelas de forma eficiente. Acima dele, sua atividade cai pela metade. Esse limiar crucial corresponde à formação de um halo de gás quente em equilíbrio gravitacional. 

Abaixo dessa massa, o gás que cai sobre a galáxia esfria rápido o suficiente para alimentar a formação de estrelas. Acima dela, o halo se torna tão denso e quente que se sustenta por sua própria pressão. O gás não consegue mais esfriar e cair em direção ao centro, interrompendo assim o suprimento de combustível. A galáxia continua a atrair matéria escura e galáxias satélites , mas o gás frio necessário para a formação de novas estrelas deixa de chegar. 

O estudo também descarta outra explicação: ventos produzidos por supernovas e núcleos galácticos ativos. A equipe calculou a quantidade normal de matéria perdida por meio desses fenômenos e encontrou flutuações de menos de 30%, muito pequenas para explicar a queda na eficiência. A mudança decisiva, portanto, ocorre no influxo de gás, não em sua expulsão.

 Algumas ressalvas são necessárias: as simulações se baseiam em modelos físicos simplificados para a formação de estrelas, supernovas e buracos negros. Os autores testaram a sensibilidade de seus resultados e a tendência geral se mantém, mas o valor preciso da massa determinante pode mudar com modelos mais realistas. 

O que torna este trabalho interessante é que ele vincula uma observação astronômica bem conhecida a um mecanismo físico preciso: as galáxias desaparecem porque seu halo de gás quente se estabiliza. Estudos futuros de aglomerados de galáxias e do meio intergaláctico quente ajudarão a verificar se essa explicação está correta.

Techno-science.net

Buracos negros ativos são mais comuns do que pensávamos.

 Um novo levantamento encontrou mais núcleos galácticos ativos em galáxias pequenas do que nunca, além de um aumento acentuado no número desses núcleos à medida que a massa das galáxias aumenta. 

Sabe-se que a galáxia anã Henize 2-10 abriga um buraco negro central ativo. No entanto, a questão de quantas galáxias anãs abrigam buracos negros centrais permanece sem resposta. Crédito: NASA, ESA, Zachary Schutte (XGI), Amy Reines (XGI); Processamento de imagem: Alyssa Pagan (STScI) 

Astrônomos criaram um censo abrangente de núcleos galácticos ativos (AGN) — galáxias alimentadas por um buraco negro central. O novo censo, liderado por Mugdha Polimera, desenvolvedora de pipelines de dados do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, teve início enquanto ela ainda era estudante de pós-graduação na Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill, trabalhando com duas importantes equipes de levantamento de galáxias.

O estudo mostra que cerca de 2% a 5% das galáxias anãs abrigam buracos negros ativos — cerca de cinco vezes mais do que o encontrado na maioria dos trabalhos anteriores. Ele também revela uma tendência clara: à medida que a massa da galáxia aumenta, o número de galáxias que abrigam buracos negros ativos também aumenta, com um aumento acentuado em galáxias de massa intermediária — aquelas com massas semelhantes à da nossa Via Láctea, que se situam entre as galáxias anãs e as maiores galáxias.

Os resultados foram apresentados no início deste ano em uma coletiva de imprensa durante a 247ª reunião da Sociedade Astronômica Americana, em 8 de janeiro.

Encontrando buracos negros ativos

Os astrônomos acreditam que todas as galáxias grandes e pelo menos algumas galáxias anãs abrigam um buraco negro supermassivo central com milhões a bilhões de massas solares. Mas nem todos esses buracos negros são ativos — ou seja, não consomem matéria como gás e poeira.

Encontrar núcleos galácticos ativos (AGN) pode ser difícil. Distinguir o sinal de um buraco negro central ativo do brilho da intensa formação estelar na galáxia ao seu redor é um dos maiores desafios, particularmente em galáxias anãs menores, onde a formação estelar rápida é comum.

Testes diagnósticos padrão decompõem a luz de uma galáxia por comprimento de onda para procurar forte emissão de oxigênio e nitrogênio, o que pode indicar um buraco negro em atividade. Galáxias com núcleo galáctico ativo (AGN) normalmente exibem muita dessa emissão, porque esses gases requerem alta energia — como a proveniente de um buraco negro em atividade — para brilhar em certos comprimentos de onda.

 Mas há um porém: essa emissão depende da metalicidade da galáxia, ou seja, da quantidade de metais (para astrônomos, qualquer elemento mais pesado que o hélio) que ela contém. Galáxias anãs com baixa metalicidade (pobres em metais) frequentemente apresentam fraca emissão de nitrogênio, reduzindo a eficácia dos testes padrão, de modo que os astrônomos podem não detectar um núcleo galáctico ativo (AGN) devido ao sinal fraco. Assim, em 2022, uma pesquisa liderada por Polimera desenvolveu uma nova abordagem para identificar AGN em galáxias anãs usando a emissão de enxofre e oxigênio neutro, que ainda é forte mesmo em anãs com baixa metalicidade.

“Identificamos uma categoria de galáxias onde o indicador [padrão] sensível à metalicidade mostrou 'Não há AGN', mas indicadores [novos] menos sensíveis à metalicidade sugeriram 'Pode haver um AGN presente'”, diz Polimera.

Atualização dos números da AGN

Para construir um censo atualizado de núcleos galácticos ativos (AGN), a equipe analisou 8.000 galáxias dos levantamentos REsolved Spectroscopy Of a Local VolumE (RESOLVE) e Environmental COntext (ECO) usando o novo método de classificação. Eles combinaram observações ópticas do Sloan Digital Sky Survey com dados de infravermelho médio do Wide-field Infrared Survey Explorer para identificar AGN em galáxias de diferentes massas.

Com a nova abordagem, eles descobriram cerca de cinco vezes mais buracos negros ativos em galáxias anãs do que na maioria dos estudos anteriores. Os resultados sugerem que cerca de 2% a 5% das galáxias anãs abrigam um buraco negro ativo e que 16% a 27% das galáxias "transicionais" — aquelas entre anãs e galáxias de tamanho intermediário, como a nossa Via Láctea — contêm buracos negros ativos. Essa fração sobe para 20% a 48% em galáxias gigantes.

As porcentagens variam tanto simplesmente porque, mesmo com os métodos aprimorados, a formação de estrelas e a atividade de buracos negros podem confundir o espectro de uma galáxia. Essa ampla variação reflete a incerteza.

No entanto, o trabalho “é particularmente empolgante e parece ser um resultado robusto”, afirma Ragadeepika Pucha, pesquisadora de pós-doutorado da Universidade de Utah que não participou do estudo. Ela observa que, em especial, o uso de dados ópticos e infravermelhos médios leva a um levantamento mais completo, já que a poeira às vezes pode ocultar a atividade de núcleos galácticos ativos (AGN) na porção óptica do espectro.

Relacionando núcleos galácticos ativos (AGN) e massa da galáxia

Embora o aumento de buracos negros ativos em galáxias semelhantes à Via Láctea em comparação com galáxias anãs seja evidente, apesar das incertezas, os pesquisadores ainda não têm certeza das razões por trás disso. O salto pode refletir mudanças físicas reais, limitações observacionais ou uma combinação de ambos. "Quando algo está mudando fisicamente em uma galáxia ou em um buraco negro, isso pode afetar a capacidade de observação ou detecção", afirma Sheila Kannappan , investigadora principal dos levantamentos RESOLVE e ECO na Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill e coautora do estudo.

“Uma hipótese sugere que a formação estelar extrema em galáxias pequenas pode, na verdade, impedir o abastecimento de buracos negros”, explica Polimera. Episódios de intensa formação estelar — comuns em galáxias anãs — podem liberar fortes ventos estelares e explosões de supernovas que expulsam o gás das regiões centrais da galáxia. Se esse gás for lançado para longe ou expelido antes de ter a chance de se deslocar para o interior, o buraco negro pode ficar sem combustível.

Outra razão pode ser que, à medida que as galáxias crescem em tamanho e massa, elas se tornam melhores hospedeiras para buracos negros ativos. Kannappan explica que o aumento nas detecções de núcleos galácticos ativos (AGN) em massas intermediárias coincide com uma transição de galáxias anãs, que tendem a ter pouca estrutura, para galáxias bem ordenadas com bojos e braços espirais. "A formação de bojos em particular", que tendem a concentrar gás no centro da galáxia, "pode ​​estar ligada à formação e/ou à detectabilidade de buracos negros ativos... mas ainda não entendemos os detalhes", afirma ela.

Pucha explica que os buracos negros são mais fáceis de detectar quando estão se alimentando ativamente de gás — quando o núcleo galáctico ativo (AGN) está "ligado". Em qualquer dado momento, provavelmente estamos observando apenas uma fração da população total de buracos negros, já que muitos passam despercebidos porque estão "desligados".

Esta é uma representação artística do quasar recordista J059-4351. Trata-se do núcleo brilhante de uma galáxia distante, alimentado por um buraco negro supermassivo, mas os astrônomos ainda não sabem ao certo como os primeiros buracos negros supermassivos cresceram tanto e tão rapidamente. Crédito: ESO/M. Kornmesser

No entanto, vieses observacionais também são um fator provável. "Os diagnósticos podem não funcionar da mesma forma em galáxias de baixa massa como funcionam na escala de galáxias massivas", observa Pucha.

Além disso, o estudo baseou-se em dados ópticos que capturaram apenas o centro da galáxia. Kannappan observa que isso pode significar que estão perdendo atividade em galáxias com um núcleo galáctico ativo (AGN) fora do centro.

Construindo buracos negros supermassivos

Os astrônomos ainda não sabem como os buracos negros supermassivos se formam . Uma possibilidade é que galáxias anãs com buracos negros centrais menores se fundam ao longo do tempo, gradualmente se transformando em galáxias maiores com os buracos negros monstruosos que vemos hoje.

Outro grande debate gira em torno da questão de se os buracos negros supermassivos se formaram a partir de "sementes leves" deixadas quando as primeiras estrelas explodiram em supernovas, que então cresceram rapidamente, ou a partir de "sementes pesadas" criadas quando enormes nuvens de gás colapsaram diretamente em buracos negros já massivos. Grande parte da física subjacente a ambos os métodos permanece incerta, e nossos modelos atuais desses processos estão longe de estar completos.

Compreender quantas galáxias de baixa massa abrigam núcleos galácticos ativos (AGN) é, portanto, crucial para testar esses cenários de formação. Com base no número de galáxias com buracos negros ativos, os pesquisadores podem trabalhar retroativamente para determinar qual mecanismo é mais provável, usando esses números como base em suas simulações. O novo levantamento fornece, assim, um limite inferior crítico para esses modelos.

Os pesquisadores agora pretendem obter um inventário maior de buracos negros ativos para aprofundar nossa compreensão de suas propriedades. Pucha afirma que, como os raios X são os indicadores mais confiáveis ​​da atividade de núcleos galácticos ativos (AGN), observar galáxias de menor massa nesses comprimentos de onda melhoraria o levantamento de AGN.

Estudos subsequentes também estão examinando galáxias minúsculas, as chamadas galáxias pepita , onde a formação estelar diminui aproximadamente na mesma massa galáctica em que as detecções de núcleos galácticos ativos (AGN) aumentam. Os pesquisadores também estão modelando se a formação estelar em galáxias anãs pode realmente suprimir a atividade de AGN, tornando esses buracos negros mais difíceis de detectar.

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