Buracos negros supermassivos podem ter papel ainda mais importante na evolução das galáxias do que os cientistas imaginavam. Um novo estudo indica que os jatos de plasma lançados por esses objetos podem alcançar regiões muito além do centro galáctico e interferir no processo de formação de novas estrelas.
A descoberta ajuda a explicar uma antiga questão da astronomia: por que as galáxias não possuem muito mais estrelas.
Galáxias grandes, como a Via Láctea, são envolvidas por enormes estruturas de gás e poeira conhecidas como meio circumgaláctico. Esse material funciona como matéria-prima para a formação de estrelas. Durante períodos de intensa atividade, o gás se desloca para dentro das galáxias e alimenta o nascimento de novos astros.
Em algum momento, porém, esse processo é interrompido. O gás deixa de esfriar e se aglomerar para formar estrelas ou simplesmente deixa de entrar nas galáxias. É nesse ponto que os buracos negros supermassivos podem exercer uma influência decisiva.
Jatos que alcançam os limites da galáxia
- Quando estão se alimentando, buracos negros supermassivos podem lançar poderosos jatos de plasma e radiação para o espaço. Segundo o estudo, esses jatos conseguem viajar muito além da região central onde o buraco negro está localizado, chegando às partes externas da galáxia e até ao meio circumgaláctico;
- Com isso, eles perturbam o gás que poderia servir de combustível para a formação de estrelas, afetando a maneira como as galáxias crescem e evoluem;
- “Esta é uma descoberta revolucionária que resolve o antigo mistério de como os buracos negros influenciam as galáxias, suas estrelas e a vida como a conhecemos”, afirmou Sanchayeeta Borthakur, da Universidade Estadual do Arizona, uma das líderes da equipe;
- Para a pesquisadora, o trabalho também abre nova direção para investigar a conexão entre os buracos negros supermassivos e a própria origem das condições que permitiram nossa existência.
Apesar de possuírem massas equivalentes a milhões ou bilhões de vezes a do Sol, os buracos negros supermassivos ainda são relativamente pequenos quando comparados às galáxias que habitam. Uma galáxia pode conter centenas de bilhões de sistemas estelares.
Ainda assim, esses objetos conseguem despejar enormes quantidades de energia no ambiente ao redor por meio de seus jatos e da radiação.
“A questão surpreendente é: como algo tão pequeno pode impactar energeticamente algo tão enorme?”, questionou Namrata Roy, do Raman Research Institute, também líder da equipe.
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O que os cientistas observaram
Para investigar esse efeito, Roy, Borthakur e seus colegas analisaram centenas de galáxias com buracos negros ativos e jatos. Eles utilizaram observações obtidas pelo levantamento Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), além de medições de jatos de rádio do LOFAR Two-meter Sky Survey (LoTSS).
Os pesquisadores identificaram pontos ao longo dos jatos nos quais o gás ionizado brilhava intensamente. Segundo a equipe, esse brilho indica que o plasma estava atingindo e atravessando aglomerados de gás ao redor das galáxias, transferindo energia para esse material.
A influência dos jatos também não ocorre de maneira uniforme. Os efeitos mais fortes foram observados próximos às bordas externas das galáxias, onde os jatos encontram pela primeira vez o meio circumgaláctico, e na extremidade externa desse próprio meio, região na qual os jatos liberam a maior quantidade de energia.
Os resultados revelam, assim, sinais claros de que os jatos dos buracos negros conseguem interferir no material que poderia dar origem a novas estrelas, mesmo em regiões muito afastadas do centro galáctico.
“Mais do que tudo, o que me empolga é a escala dessa conexão. Um buraco negro é incrivelmente pequeno em comparação com uma galáxia, mas seu impacto pode alcançar centenas de milhares de anos-luz, penetrando nas regiões mais externas da galáxia. O jato transporta a energia para fora, e o gás brilha ao longo de seu caminho”, explicou Roy.
Para os pesquisadores, os resultados também oferecem nova maneira de testar como os jatos produzidos por buracos negros supermassivos afetam suas galáxias hospedeiras.
O estudo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.
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