Buracos negros que crescem rapidamente podem resolver mistério
Por Daniele Cavalcante • Editado por Patricia Gnipper |
Analisando um grupo de galáxias com núcleos extremamente luminosos, uma equipe de astrônomos encontrou novas pistas para solucionar o mistério do crescimento rápido dos buracos negros supermassivos. Eles observaram as emissões de rádio das galáxias e encontraram gás abundante o suficiente para causar esse crescimento veloz.
Todas as galáxias parecem possuir buracos negros supermassivos em seus núcleos, mas os cientistas estão há tempos tentando descobrir como eles crescem tão rápido. O maior mistério aqui é que, considerando a idade de muitas galáxias já observadas no início do universo, não houve tempo o suficiente para eles ganharem tanta massa após o Big Bang.
Agora, usando a rede japonesa de radiotelescópios VERA, do Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ), uma equipe de cientistas liderada por Mieko Takamura observou uma categoria de galáxias altamente brilhantes, chamadas de Seyfert. Especificamente, eles analisaram as emissões de rádio das Seyfert de linha espectral estreita.
O que são galáxias Seyfert?
O total das Seyfert representa aproximadamente 1% de todas as galáxias espirais do universo (embora nem todas Seyfert sejam espirais), ou seja, são um tanto especiais principalmente no que diz respeito ao seus núcleos. Eles são extremamente pequenos e podem ser 10.000 vezes mais brilhantes que o centro da nossa Via Láctea.
As galáxias Seyfert são consideradas AGNs (sigla inglesa para “núcleos galácticos ativos”), ou seja, seus buracos negros centrais estão ativamente se alimentando de matéria, transformando gás em plasma e emitindo enormes quantidades de energia em jatos a partir de seus polos.
Os buracos negros supermassivos em seus núcleos crescem rapidamente, mas são relativamente pequenos. Isso sugere que as Seyfert podem ser laboratórios perfeitos para estudar como esses buracos negros crescem até se tornarem milhões ou bilhões de vezes mais massivos que o Sol.
Como buracos negros crescem nas Seyfert?
O grupo de astrônomos observaram nessas galáxias algo chamado rotação de Faraday em ondas de rádio dessas galáxias. Trata-se de um fenômeno de polarização (orientação das partículas de luz) causado por campos magnéticos fortes próximos a fótons de ondas de rádio.
Quanto a direção da emissão de ondas de rádio estão paralelas aos campos magnéticos intensos — como acontece nos arredores de um buraco negro ativo —, a polarização dos fótons sofre uma rotação. A extensão dessa rotação é proporcional à densidade do gás que emitiu essas ondas de rádio e à força do campo magnético.
Com os novos dados do VERA, os cientistas encontraram uma rotação de Faraday maior do que aquelas observadas em buracos negros mais antigos e massivos. Isso sugere que o ambiente dos buracos negros supermassivos das galáxias Seyfert é recheado de gás, facilitando as “refeições” contínuas e o rápido crescimento desses buracos negros.
Pode parecer óbvio que os buracos negros cresceram alimentando-se de gás, mas na verdade, não é. Embora esse seja o modo previsto pelos modelos atualmente aceitos pelos astrônomos, ainda há uma pergunta em aberto: como os mais antigos fizeram isso tão cedo após o Big Bang?
O processo de crescer se alimentando de gás é um tanto lento e não permitiria que os buracos negros supermassivos evoluíssem no universo jovem, a ponto de atingir bilhões de massas solares. Por isso, algumas hipóteses são de que eles se fundiram entre si durante a colisão entre duas ou mais galáxias. O novo estudo, no entanto, segue a direção contrária.
Esses resultados foram publicados no Astrophysical Journal.
Fonte: Astrophysical Journal