Guloso? Buraco negro monstruoso está impedindo sua galáxia de formar estrelas!

Toda galáxia possui um buraco negro supermassivo em seu centro. Apesar da fama do poder gravitacional deles, um buraco negro supermassivo só interage gravitacionalmente com uma pequena parte da galáxia. No entanto, sabemos que há uma correlação entre a evolução de um buraco negro supermassivo e a galáxia que ele habita.

Uma famosa correlação é a dispersão de velocidades de estrelas de uma galáxia e a massa do buraco negro central. Quando maior a massa, maior a dispersão. Astrônomos ainda quebram a cabeça tentando entender o que isso significa: será que buracos negros afetam a galáxia de uma forma maior do que achávamos?

Um exemplo foi o buraco negro supermassivo da galáxia Mrk 817 localizada a 430 milhões de anos-luz. Astrônomos italianos encontraram esse buraco negro que está se alimentando mas impedindo a sua galáxia de formar estrelas. Isso acontece devido a um efeito chamado de feedback de AGNs.

Buracos negros supermassivos

Todos buracos negros que possuem massa acima de 10 mil massas solares são classificados como buracos negros supermassivos. Eles são bastante comuns no Universo visto que cada galáxia parece ter um buraco negro supermassivo em seu centro. Sua origem e como eles foram parar no centro das galáxias ainda permanece um mistério.

Apesar de serem grandes, alguns maiores que o próprio Sistema Solar, esses buracos negros são pequenos em relação a própria galáxia hospedeira. Por serem pequenos e menos massivos que sua galáxia, eles interagem gravitacionalmente apenas em uma dada região no centro. Regiões mais externas da galáxia não sofrem interação o buraco negro central.

Relação de buracos negros supermassivos e galáxias

Quem veio primeiro: o buraco negro supermassivo ou sua galáxia? Essa é uma pergunta que os astrônomos tentam responder por décadas. Atualmente, o telescópio James Webb tenta observar as primeiras interações entre buracos negros e galáxias mas os primeiros resultados trouxeram mais dúvidas que respostas. É possível estimar que tenha ocorrido uma co-evolução entre os dois.

No entando, não só da co-evolução os astrônomos vivem. Existe um fenômeno chamado de feedback de AGN. Esse fenômeno está relacionado quando um buraco negro supermassivo está se alimentando e material energético é liberado através de jatos ou ventos. O processo pelo qual isso ocorre é extremamente complexo.

Pesquisa brasileira para entender ventos de buracos negros

O pós-doutorando Ivan Almeida, que atualmente trabalha na Inglaterra, fez sua carreira científica em explicar como ventos de AGN acontecem. Seus trabalhos foram publicados pela revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society onde ele investiga a formação de ventos através de modelos computacionais.

A ideia é que ventos de AGN se formem em torno de um buraco negro que está se alimentando. A energia dos ventos dependem da taxa de acreção desses objetos. É esperado que buracos negros com taxas de acreção maiores possam gerar ventos mais rápidos. Mas não foi isso que um grupo italiano encontrou.

Mrk 817*

No centro da galáxia Mrk 817, está localizado um buraco negro supermassivo de 81 milhões de massas solares. O grupo observou a galáxia através de telescópios de observação em raios-X, Swift e XMM-Newton. O que eles encontraram nos dados foi ventos se movendo a uma fração da velocidade da luz para longe do buraco negro.

Esses ventos criam um verdadeiro caos cósmico fazendo que interrompa a alimentação do buraco negro e também chegue a distância maiores. Quando um vento energético chega em uma região de formação de estrelas, ele esquenta as nuvens impedindo a formação de novas estrelas.

Resposta de uma pergunta em aberto

A ideia que buracos negros supermassivos podem interromper a formação estelar de uma galáxia não é nova. Esse fenômeno já está sendo estudado há décadas porém é a primeira vez que isso é observado para um buraco negro com uma taxa de acreção baixa. Isso pode responder porque observamos galáxias que são consideradas inativas.

A descoberta é importante pois se trata de uma observação rara mesmo para buracos negros com taxas de acreção maiores. Com esse em específico, é ainda mais animador pelo fato que pode responder uma questão que há muito tempo tira o sono de astrônomos.