Estudo do Chandra mostra que buracos negros podem cozinhar por si mesmos

Astrônomos deram um passo crucial ao mostrar que os buracos negros mais massivos do universo podem criar suas próprias refeições. Dados do Observatório de Raios X Chandra da NASA e do Very Large Telescope (VLT) fornecem novas evidências de que explosões de buracos negros podem ajudar a resfriar o gás para se alimentarem. 

Aglomerado de Perseu: Raio X: NASA/CXC/SAO/V. Olivares et al.; Óptico/IR: DSS; H-alfa: CFHT/SITELLE; Aglomerado de Centaurus: Raio X: NASA/CXC/SAO/V. Olivaresi et al.; Óptico/IR: NASA/ESA/STScI; H-alfa: ESO/VLT/MUSE; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/N. Wolk

Este estudo foi baseado em observações de sete aglomerados de galáxias . Os centros dos aglomerados de galáxias contêm as galáxias mais massivas do universo, que abrigam enormes buracos negros com massas que variam de milhões a dezenas de bilhões de vezes a do Sol. Jatos desses buracos negros são impulsionados pelos buracos negros que se alimentam de gás.

Essas imagens mostram dois dos aglomerados de galáxias no estudo, o Aglomerado Perseu e o Aglomerado Centaurus. Dados do Chandra representados em azul revelam raios X de filamentos de gás quente, e dados do VLT, um telescópio óptico no Chile, mostram filamentos mais frios em vermelho.

Os resultados apoiam um modelo em que explosões dos buracos negros fazem com que o gás quente esfrie e forme filamentos estreitos de gás morno. A turbulência no gás também desempenha um papel importante nesse processo de disparo.

De acordo com esse modelo, parte do gás quente nesses filamentos deve então fluir para os centros das galáxias para alimentar os buracos negros, causando uma explosão. A explosão faz com que mais gás esfrie e alimente os buracos negros, levando a mais explosões.

Este modelo prevê que haverá uma relação entre o brilho dos filamentos de gás quente e morno nos centros dos aglomerados de galáxias. Mais especificamente, em regiões onde o gás quente é mais brilhante, o gás morno também deve ser mais brilhante. A equipe de astrônomos descobriu, pela primeira vez, tal relação, dando suporte crítico ao modelo.

Este resultado também fornece uma nova compreensão desses filamentos cheios de gás, que são importantes não apenas para alimentar buracos negros, mas também para causar a formação de novas estrelas. Este avanço foi possível graças a uma técnica inovadora que isola os filamentos quentes nos dados de raios X do Chandra de outras estruturas, incluindo grandes cavidades no gás quente criado pelos jatos do buraco negro.

A relação recém-descoberta para esses filamentos mostra uma similaridade notável com a encontrada nas caudas de galáxias de águas-vivas, que tiveram gás arrancado delas enquanto viajavam pelo gás circundante, formando longas caudas. Essa similaridade revela uma conexão cósmica inesperada entre os dois objetos e implica que um processo semelhante está ocorrendo nesses objetos.

Este trabalho foi liderado por Valeria Olivares da Universidade de Santiago do Chile, e foi publicado segunda-feira na Nature Astronomy e está disponível online . O estudo reuniu especialistas internacionais em observações e simulações ópticas e de raios X dos Estados Unidos, Chile, Austrália, Canadá e Itália. O trabalho contou com as capacidades do instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) no VLT, que gera visualizações 3D do universo.

Este trabalho foi liderado por Valeria Olivares, da Universidade de Santiago do Chile, e foi publicado na passada segunda-feira na revista Nature Astronomy.

Chandra.harvard.edu