Tecnologia Científica

Sob pressão, festa dos buracos negros
Um novo estudo conduzido por Yale mostra que alguns buracos negros supermassivos realmente prosperam sob pressão.
Por Jim Shelton - 26/05/2020


Imagens lado a lado de galáxias de "água-viva". À esquerda está a galáxia ESO 137-001
de uma combinação de imagens do Telescópio Espacial Hubble da NASA e do
Observatório de Raios-X Chandra. À direita, há uma galáxia que cai na
simulação de cluster de galáxias RomulusC.

Já se sabe há algum tempo que, quando galáxias distantes - e os buracos negros supermassivos em seus núcleos - se agregam em aglomerados, esses aglomerados criam um ambiente volátil e altamente pressurizado. Galáxias individuais que caem em aglomerados são frequentemente deformadas durante o processo e começam a se parecer com medusas cósmicas.

“ Sabemos que os hábitos alimentares dos buracos negros supermassivos centrais e a formação de estrelas na galáxia hospedeira estão intrinsecamente relacionados. Compreender exatamente como eles operam em diferentes ambientes de maior escala tem sido um desafio. Nosso estudo revelou essa interação complexa ”

 Priyamvada Natarajan

Curiosamente, a intensa pressão impede a criação de novas estrelas nessas galáxias e, eventualmente, desliga o buraco negro normal, alimentando-se de gás interestelar nas proximidades. Mas não antes de permitir aos buracos negros um banquete final de nuvens de gás e uma estrela ocasional.

Os pesquisadores também sugeriram que essa alimentação rápida pode ser responsável pela eventual falta de novas estrelas nesses ambientes. A equipe de pesquisa disse que as "saídas" de gás, impulsionadas pelos buracos negros, podem estar impedindo a formação de estrelas.

“ Sabemos que os hábitos alimentares dos buracos negros supermassivos centrais e a formação de estrelas na galáxia hospedeira estão intrinsecamente relacionados. Compreender exatamente como eles operam em diferentes ambientes de maior escala tem sido um desafio. Nosso estudo revelou essa interação complexa ”, disse o astrofísico Priyamvada Natarajan , cuja equipe iniciou a pesquisa. Natarajan é professora de astronomia e física na Faculdade de Artes e Ciências de Yale.

O estudo foi publicado no Astrophysical Journal Letters . O primeiro autor é Angelo Ricarte, um ex-membro do laboratório de Natarajan agora em Harvard, que iniciou esse trabalho como estudante de doutorado em Yale. Os co-autores são o associado pós-doutorado do Yale Center for Astronomy and Astrophysics, Michael Tremmel e Thomas Quinn, da Universidade de Washington.

O novo estudo contribui para um corpo significativo de trabalho do grupo de pesquisa de Natarajan sobre como os buracos negros supermassivos se formam, crescem e interagem com suas galáxias hospedeiras em vários ambientes cósmicos.

Os pesquisadores realizaram simulações sofisticadas de buracos negros em aglomerados de galáxias usando RomulusC, uma simulação cosmológica desenvolvida por Tremmel, Quinn e outros.

A Ricarte desenvolveu novas ferramentas para extrair informações do RomulusC. Ao analisar a atividade dos buracos negros na simulação de aglomerados, ele disse que percebeu “algo estranho acontecendo quando as galáxias hospedeiras pararam de formar estrelas. Surpreendentemente, muitas vezes vi um pico na atividade dos buracos negros ao mesmo tempo em que a galáxia morreu. ”

Esse "pico" seria o grande e final banquete do buraco negro, sob pressão.

Tremmel disse que "o RomulusC é único devido à sua resolução requintada e à maneira detalhada como trata buracos negros supermassivos e seus ambientes, permitindo que acompanhemos seu crescimento".

O apoio à pesquisa veio de várias fontes, incluindo a NASA e a National Science Foundation. A pesquisa faz parte do projeto de computação Blue Waters, apoiado pela National Science Foundation e pela Universidade de Illinois em Urbana-Champaign.

 

.
.

Leia mais a seguir