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Chandra descobre que precipitação pára crescimento de galaxías


Um estudo de mais de 200 enxames galácticos, incluindo o aqui fotografado Abell 2597, com o Observatório de Raios-X Chandra da NASA revelou como uma forma invulgar de precipitação cósmica reprime a formação estelar.
Crédito: NASA/CXC/DSS/Magalhães

Usando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA, astrônomos descobriram que o crescimento de galáxias que contêm buracos negros supermassivos pode ser retardado por um fenômeno conhecido como precipitação cósmica.

A precipitação cósmica não é um evento meteorológico, como geralmente associamos à palavra - chuva, granizo ou neve. É um mecanismo que permite com que o gás quente produza nuvens de gás frio, que por sua vez caem para uma galáxia. Os cientistas analisaram raios-X de mais de 200 enxames galácticos e pensam que esta precipitação gasosa é a chave para a compreensão de como os buracos negros gigantes afetam o crescimento de galáxias.

"Nós sabemos que a precipitação pode atrasar-nos no caminho para o trabalho," afirma Mark Voite da Universidade Estatal de Michigan, EUA, autor principal do artigo publicado na edição mais recente da revista Nature. "Agora temos evidências que pode também reter a formação estelar em galáxias com grandes buracos negros."

Os astrônomos há muito que tentavam compreender como é que os buracos negros supermaciços, com milhões ou até milhares de milhões de vezes a massa do Sol, afetam as suas galáxias hospedeiras.

"Nós sabemos há já algum tempo que os buracos negros supermaciços influenciam o crescimento das suas galáxias hospedeiras, mas ainda não tínhamos descoberto todos os detalhes," afirma a coautora Megan Donahue, também da mesma universidade. "Estes resultados são um passo em frente."

O estudo analisou algumas das maiores galáxias conhecidas encontradas no meio de enxames. Estas galáxias estão embebidas em enormes atmosferas de gás quente. Este gás quente deveria arrefecer e muitas estrelas deveriam então formar-se. No entanto, as observações mostram que algo está a impedir o nascimento estelar.

A resposta parece indicar como culpados os buracos negros supermassivos nos centros das grandes galáxias. Sob condições específicas, aglomerados de gás podem irradiar para longe a sua energia e formar nuvens frias que se misturam com áreas de gás quente nos arredores. Algumas destas nuvens formam estrelas, mas outras "chovem" para o buraco negro supermaciço, desencadeando jatos de partículas energéticas que empurram contra o gás em queda, reaquecendo-o e impedindo a formação de mais estrelas. Este ciclo de arrefecimento e aquecimento cria um circuito de realimentação que regula o crescimento das galáxias.

"Podemos dizer que uma típica previsão de tempo para o centro de uma galáxia gigante é a seguinte: nublado com hipóteses de calor do buraco negro supermassivo," afirma o coautor Greg Bryan da Universidade de Nova Iorque.

Voit e colegas usaram dados do Chandra para estimar quanto tempo o gás demora a arrefecer a diferentes distâncias do buraco negro. Usando essa informação, foram capazes de prever com precisão o "tempo" à volta de cada um dos buracos negros.

Eles descobriram que o circuito de precipitação impulsionado pela energia produzida pelos jatos dos buracos negros impede que a chuva de nuvens frias fique muito forte. Os dados do Chandra indicam que a regulação desta precipitação já dura há 7 mil milhões de anos ou mais.

"Sem estes buracos negros e os seus jatos, as galáxias centrais dos aglomerados galácticos teriam muitas mais estrelas do que têm hoje," afirma o coautor Michael McDonald do Instituto de Tecnologia de Massachusetts em Cambridge, EUA.

Enquanto a precipitação de nuvens frias parece desempenhar um papel fundamental na regulação do crescimento de algumas galáxias, os investigadores descobriram outras galáxias onde a precipitação cósmica estava desligada. O calor intenso nestas galáxias centrais, possivelmente da colisão com outro enxame galáctico, provavelmente "secou" a precipitação em torno do buraco negro.

Os estudos futuros vão testar se este processo de precipitação dos buracos negros também regula a formação estelar em galáxias mais pequenas, incluindo a nossa própria Via Láctea.

A pré-impressão do estudo da Nature está disponível online. Baseia-se no trabalho de Voit e Donahue publicado na edição de 20 de Janeiro da revista The Astrophysical Journal Letters e também está disponível para consulta.

FONTE: ASTRONOMIA ONLINE

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