Buracos negros crescendo e as galáxias decaindo

 Mostrado aqui em uma visão composta, os dados ALMA (vermelho / laranja) revelam estruturas de filamentos deixadas para trás pela remoção de pressão ram, sobrepostas em uma visão de luz visível do Telescópio Espacial Hubble de NGC 4921. Os cientistas acreditam que esses filamentos formados como campos magnéticos na galáxia evitados alguma matéria seja completamente eliminada. ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / S. Dagnello (NRAO), NASA / ESA / Hubble / K. Cook (LLNL), L. Shatz

Conforme a galáxia espiral barrada NGC 4921 cai no Aglomerado Coma, a cerca de 320 milhões de anos-luz de distância em Coma Berenices, ela está perdendo pedaços de si mesma ao longo do caminho. Mas novas observações mostram que não está perdendo tudo. 

O espaço entre as galáxias neste aglomerado é preenchido com tênue gás quente e, conforme a galáxia cai nesse gás, sente um vento, assim como um motociclista sente o vento em seu rosto mesmo em um dia abafado. Esse vento, conhecido pelos astrônomos como pressão ram , remove o gás da galáxia, removendo seu reservatório de formação de estrelas. 

Astrônomos há muito testemunham os efeitos da pressão ram em aglomerados de galáxias. Mas agora, usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) no Chile, William Cramer (Arizona State University) e colegas capturaram a primeira evidência de que a pressão do aríete nem sempre tira tudo. Entre as nuvens de gás em NGC 4921, algumas delas estão caindo de volta para a galáxia. Parece que os campos magnéticos os estão segurando contra o vento.

As observações do ALMA cobrem apenas a “borda de ataque” da NGC 4921 conforme ela cai no aglomerado de galáxias. É provável que haja ainda mais gás caindo em outros quadrantes, especula Cramer. Observações adicionais ajudarão a quantificar a quantidade de gás que retorna, prolongando a vida de formação de estrelas da galáxia. 

Leia mais no press release do National Radio Astronomical Observatory e no estudo que aparecerá no Astrophysical Journal (disponível gratuitamente no servidor de pré-impressão arXiv ). 

Rumo a um quadro completo do crescimento do buraco negro

O momento angular, ou spin, representa um problema para os astrofísicos. Nada está em repouso: estrelas, planetas e galáxias nascem girando. Então, como é que qualquer coisa cai no meio: como as estrelas acumulam gás, como os planetas crescem e como as galáxias alimentam seus buracos negros centrais? Para que qualquer coisa neste universo cresça ou evolua, primeiro precisa se livrar do spin. 

Uma nova simulação cosmológica mostra esse processo em ação para um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia, que está embutido em um halo maior de gás quente. A simulação mostra o fluxo de gás desde o halo, 100.000 anos-luz ou mais, até seu buraco negro supermassivo central, onde riachos orbitam o gigante em centenas de dias-luz. A grande variedade de escala permite que esta simulação visualize processos que os anteriores não conseguiam. 

“Nossas simulações mostram que estruturas de galáxias, como braços espirais, usam forças gravitacionais para travar o gás que orbitaria os centros das galáxias para sempre”, diz o líder do estudo Claude-André Faucher-Giguère (Northwestern University). “Este mecanismo de frenagem permite que o gás caia em buracos negros.” 

A simulação é realista o suficiente para mostrar supernovas individuais explodindo na galáxia hospedeira e estrelas impulsionando ventos de partículas e radiação intensa. No entanto, a simulação não inclui nenhum feedback de buraco negro; fornece uma imagem de como um buraco negro supermassivo cresceria na ausência de seus próprios jatos ou ventos, o que poderia esculpir uma cavidade central e crescer lentamente. Incorporar o feedback do buraco negro continua sendo um projeto para o futuro.

Fonte: skyandtelescope.org