Buracos negros supermassivos alimentam-se de alforrecas cósmicas

O instrumento MUSE do ESO montado no VLT descobre nova maneira de alimentar buracos negros.

Exemplo de uma galáxia alforreca.
Esta imagem de uma das galáxias, chamada JO204, obtida com o instrumento MUSE montado no Very Large Telescope do ESO, no Chile, mostra claramente como é que o material flui da galáxia em longos tentáculos. A cor vermelha mostra o brilho do hidrogénio ionizado, o verde corresponde ao oxigénio ionizado e as regiões mais esbranquiçadas são onde se encontra a maioria das estrelas da galáxia.
Crédito: ESO / GASP collaboration

Observações de “galáxias alforreca” obtidas com o Very Large Telescope do ESO revelaram um modo que não se conhecia anteriormente para alimentar buracos negros.

Parece que o mecanismo que produz os tentáculos de gás e as estrelas recém nascidas que dão o nome curioso a este tipo de galáxias, tornam também possível que o gás chegue às regiões centrais das galáxias, alimentando o buraco negro que se esconde no centro de cada uma delas e fazendo com que brilhem intensamente.

Os resultados foram divulgados na revista Nature.

Exemplo de uma galáxia alforreca.
Esta imagem de uma das galáxias, chamada JW100, obtida com o instrumento MUSE montado no Very Large Telescope do ESO, no Chile, mostra claramente como é que o material flui da galáxia em longos tentáculos.
Crédito: ESO / GASP collaboration

Uma equipa liderada por astrónomos italianos utilizou o instrumento MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) montado no Very Large Telescope (VLT), instalado no Observatório do Paranal do ESO, no Chile, para estudar como é que o gás é arrancado das galáxias. A equipa focou-se no exemplo extremo de galáxias alforreca, situadas em enxames de galáxias próximos e assim chamadas devido aos seus “tentáculos” de matéria notavelmente longos, que se estendem por dezenas de milhares de anos-luz para além dos discos galácticos.
(Até agora foram encontradas cerca de 400 candidatas a galáxias alforreca.)

Os tentáculos das galáxias alforreca são produzidos em enxames de galáxias por um processo chamado varrimento por pressão dinâmica. A sua interação gravitacional mútua faz com que as galáxias caiam a alta velocidade nos enxames de galáxias, onde encontram um gás quente e denso que atua como um poderoso vento, retirando caudas de gás dos discos galácticos e dando origem a intensa formação estelar no seio das galáxias.

Descobriu-se que seis das sete galáxias alforreca do estudo albergam um buraco negro supermassivo no centro, que se alimenta do gás circundante. Esta fração de galáxias é inesperadamente alta — em galáxias, de modo geral, esta fração é inferior a uma em cada dez.

(Está já bem estabelecido que quase todas, senão todas, as galáxias albergam um buraco negro supermassivo no seu centro, com massa entre alguns milhões a alguns milhares de milhões de vezes a massa do Sol. Quando um buraco negro atrai matéria existente nas suas redondezas, emite radiação electromagnética, dando origem a alguns dos fenómenos astrofísicos mais energéticos que existem: os núcleos ativos de galáxias (AGN).)

“Esta forte ligação entre o varrimento por pressão dinâmica e buracos negros ativos não foi prevista, nem assinalada, anteriormente,” disse a chefe da equipa Bianca Poggianti do INAF-Observatório Astronómico de Pádua, na Itália. “Parece que o buraco negro central está a ser alimentado porque uma parte do gás, em vez de ser removido, está a chegar ao centro da galáxia.”

Exemplo de uma galáxia alforreca.
Esta imagem de uma das galáxias, chamada JO206, obtida com o instrumento MUSE montado no Very Large Telescope do ESO, no Chile, mostra claramente como é que o material flui da galáxia em longos tentáculos.
Crédito: ESO / GASP collaboration

Uma questão de longa data prende-se com o facto de saber porque é que apenas uma pequena fração dos buracos negros supermassivos existentes nos centros das galáxias se encontram ativos. Estes objetos encontram-se em quase todas as galáxias, por isso porque é que apenas alguns acretam matéria e brilham intensamente? Estes resultados revelam um mecanismo anteriormente desconhecido que alimenta os buracos negros.

Yara Jaffé, bolseira do ESO que contribuiu para o artigo, explica a importância deste resultado: ”Estas observações MUSE sugerem um mecanismo novo, que direcciona o gás para a vizinhança do buraco negro. Este resultado é importante porque nos fornece uma nova peça do puzzle das ligações, ainda pouco compreendidas, entre buracos negros supermassivos e suas galáxias hospedeiras.”

Estas observações fazem parte de um estudo muito mais extenso, com muito mais galáxias alforreca, que está atualmente a decorrer.

“Quando estiver completo, este rastreio revelará quantas galáxias ricas em gás que entram nos enxames, e quais, atravessam um período de atividade aumentada nos seus centros,” conclui Poggianti. “Um puzzle de longa data em astronomia tem sido compreender como é que as galáxias se formam e mudam no nosso Universo em expansão e evolução. As galáxias alforreca são a chave para compreendermos a evolução galáctica, uma vez que são observadas em plena transformação drástica.”

Fonte (transcrição): ESO