Buracos negros supermassivos estão no centro de todas as galáxias, mas isso não significa que eles funcionem como “ralos cósmicos”, esperando que tudo ao redor caia em sua direção. Grande parte da matéria pode orbitar esses objetos sem ser afetada por bilhões de anos.
Quando se tornam ativos, porém, esses buracos negros podem interferir profundamente em suas galáxias hospedeiras. Eles aquecem o gás ao redor e podem interromper a formação de estrelas. Agora, pesquisadores encontraram evidências de que o efeito também pode ocorrer no sentido contrário: a atividade desses objetos pode contribuir para o nascimento de novas estrelas.
Um buraco negro ativo libera uma enorme quantidade de energia no gás ao seu redor. Essa energia pode ser lançada na forma de jatos poderosos, que se deslocam a velocidades próximas à da luz, além de ventos que atravessam a galáxia e aquecem o meio interestelar.
Para que estrelas se formem, porém, o gás precisa estar frio o suficiente para se condensar e, posteriormente, entrar em colapso. Por isso, os efeitos da atividade de um buraco negro sobre a formação estelar são mais complexos do que se imaginava.
Análise de nove galáxias
- O novo estudo utilizou o Very Large Telescope (VLT), do Observatório Europeu do Sul (ESO, na sigla em inglês), para analisar nove galáxias próximas que possuem um núcleo galáctico ativo (AGN, na sigla em inglês);
- Os astrônomos encontraram evidências de que o mecanismo de feedback desses objetos pode ser mais complexo do que os modelos convencionais indicam. Segundo os pesquisadores, AGNs podem, de fato, contribuir para a formação de estrelas;
- Nas nove galáxias analisadas, a equipe identificou cones de radiação que se estendem para fora dos planos galácticos. Perpendicularmente a esses cones, em direção ao interior das galáxias, foram observadas frentes de choque;
- Algumas dessas estruturas são produzidas por jatos. Em AGNs menos intensos, os pesquisadores consideram que elas podem ser causadas por ventos;
- Ao redor desses fenômenos, a equipe encontrou anéis ou arcos nos quais novas estrelas estão se formando. Essas estruturas apresentam extensões que variam de 2,6 mil a 19,6 mil anos-luz;
- Isso indica que os buracos negros podem não apenas influenciar a formação de estrelas, mas também ajudar a desencadeá-la.
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“Depois que conseguimos resolvê-los, pudemos ver que eles não apenas acumulam coisas, mas também ejetam coisas”, afirmou Peixin Zhu, principal autor do estudo, estudante de pós-graduação e astrônomo do Center for Astrophysics. “A injeção e a acreção estão ligadas uma à outra.”
Segundo Zhu, as frentes de choque apresentam característica particularmente interessante: elas aparecem perpendicularmente à direção dos fluxos de material injetados pelo buraco negro.
“O fenômeno mais interessante sobre os choques é que eles sempre ocorrem perpendicularmente ao local para onde os fluxos de saída injetados pelo buraco negro se dirigem. É muito comum, e vemos isso aparecendo de forma consistente em todas as nove galáxias”, explicou.
Ciclo de matéria e energia
Os pesquisadores também utilizaram o telescópio de raios X Chandra para confirmar de forma independente a atividade observada.
As observações revelaram um ciclo complexo envolvendo a acreção de material pelo buraco negro, a ejeção desse mesmo material de volta para a galáxia e os efeitos provocados por esse processo em toda a estrutura galáctica.
“Estamos vendo que os buracos negros não estão apenas consumindo material nos centros das galáxias, mas estão remodelando ativamente seus arredores”, afirmou Lisa Kewley, astrofísica do Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, diretora do centro e orientadora de Zhu.
“Este trabalho nos ajuda a compreender um complexo ciclo de feedback que desempenha um papel importante na evolução das galáxias.”
O estudo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.
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