Como os buracos negros supermassivos famintos por combustível se alimentam de gás intergaláctico

Uma pesquisa liderada pela Universidade de Southampton revelou como os buracos negros supermassivos (SMBHs) estão se alimentando de nuvens de gás que os atingem viajando centenas de milhares de anos-luz de uma galáxia para outra. 

Duas galáxias interagindo vistas do Telescópio Espacial Hubble. Crédito: NASA/ESA/Hubble Heritage Team

Uma equipe internacional de cientistas mostrou que há uma ligação crucial entre a interação de galáxias vizinhas e a enorme quantidade de gás necessária para "abastecer" esses fenômenos espaciais gigantes e superdensos. Suas descobertas devem ser publicadas na Nature Astronomy.

Um buraco negro pode ser criado quando uma estrela entra em colapso, espremendo matéria em um espaço relativamente pequeno. Isso aumenta a força da gravidade a um ponto em que nada pode escapar, nem mesmo a luz – daí o nome.

Alguns buracos negros são gigantescos, com massas milhões de vezes maiores que o nosso sol, emitindo enormes quantidades de energia. Estes são conhecidos como "buracos negros supermassivos" e exatamente como eles são formados ou ganham combustível suficiente para se alimentarem ainda é um mistério.

A astrofísica e pesquisadora-chefe da Universidade de Southampton, Dra. Sandra Raimundo, diz: "Os buracos negros supermassivos alimentam sua atividade por, em parte, o acúmulo gradual de gás do ambiente ao seu redor. Os buracos negros supermassivos podem fazer com que os centros das galáxias brilhem muito intensamente quando capturam gás e acredita-se que esse processo possa ser uma grande influência na maneira como as galáxias se parecem hoje. Como as PMEs obtêm combustível suficiente para sustentar sua atividade e crescimento ainda intriga os astrônomos, mas o trabalho que realizamos fornece um passo para entender isso."

O cientista de Southampton, trabalhando com pesquisadores das universidades de Copenhague e Califórnia, usou dados do telescópio anglo-australiano de 4 metros em Nova Gales do Sul, Austrália, para estudar as órbitas de gás e estrelas em uma grande amostra de mais de 3.000 galáxias. Eles identificaram aqueles com a presença do que é conhecido como gás "desalinhado" – em outras palavras, gás que gira em uma direção diferente das estrelas na galáxia, sinalizando uma interação galáctica passada. Eles então descobriram que galáxias com gás desalinhado tinham uma fração maior de buracos negros supermassivos ativos.

Os resultados mostraram uma ligação clara entre o gás desalinhado e a atividade de buracos negros supermassivos – sugerindo que o gás é transferido para onde duas galáxias se encontram, serpenteia grandes distâncias através do espaço e depois sucumbe às enormes forças gravitacionais do buraco negro supermassivo – puxado e engolido como uma fonte vital de combustível. Os astrônomos há muito suspeitam que uma fusão com outra galáxia poderia fornecer essa fonte de gás, mas evidências diretas para isso têm sido evasivas.

O Dr. Raimundo explica: "O trabalho que realizamos mostra que a presença de gás desalinhado das estrelas está associada a um aumento na fração de buracos negros supermassivos ativos. Como o gás desalinhado é um sinal claro de uma interação passada entre duas galáxias, nosso trabalho mostra que as interações galácticas fornecem combustível para alimentar buracos negros supermassivos ativos."

"Esta é a primeira vez que uma conexão direta foi observada entre a formação e a presença de gás desalinhado e o abastecimento de buracos negros supermassivos ativos."

A Dra. Marianne Vestergaard, coautora do estudo, diz: "O que é emocionante sobre essas observações é que podemos agora, pela primeira vez, identificar o gás capturado e rastreá-lo até o centro onde o buraco negro o está devorando".

Os cientistas agora esperam estender suas pesquisas e usar suas descobertas para calcular quanto da massa total de buracos negros supermassivos cresceu a partir desse mecanismo e quão importante isso foi no início do universo.

Fonte: phys.org