824: Apanhados em flagrante: os ventos impelidos por buracos negros super-massivos impactam directamente a formação estelar

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROFÍSICA

Os ventos lançados por um buraco negro super-massivo impactam a formação de novas estrelas na galáxia Markarian 34. A fracção de luz proveniente de uma população jovem estelar aumenta nas bordas do lado que se aproxima do vento (contornos azuis) em comparação com o resto da galáxia. O lado recuado do vento, mais rápido e mais turbulento (contornos vermelhos), pode estar a impedir a formação de estrelas. Crédito: Arquivo HST/MAST e G. Pérez Díaz

A investigadora Patricia Bessiere do IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias) liderou uma investigação que utilizou dados do telescópio Keck no Hawaii para compreender o impacto que os núcleos galácticos activos têm na formação de estrelas das suas galáxias hospedeiras. Os resultados foram publicados na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society | Letters.

Uma das questões-chave que os astrónomos estão a tentar responder é “porque é que as galáxias têm o aspecto que têm?”. As simulações de computador de como as galáxias se formaram e evoluíram sugerem que deveria haver muito mais galáxias grandes do que as que realmente observamos. Portanto, qual é o ingrediente que falta nestas simulações? Qual é o processo dentro das galáxias que impede a formação de demasiadas estrelas?

Sabemos agora que todas as galáxias massivas abrigam um buraco negro super-massivo no seu coração, que é milhões ou milhares de milhões de vezes mais massivo do que o nosso próprio Sol. Quando a quantidade de gás que cai para o buraco negro aumenta abruptamente, torna-se incrivelmente quente e grandes quantidades de energia são libertadas para a galáxia.

Quando um buraco negro está a passar por tal fase, é conhecido como NGA (Núcleo Galáctico Activo) e os astrónomos pensam que este fenómeno pode ser o ingrediente em falta que têm estado à procura. Parte da energia libertada pelo NGA terá o efeito de empurrar o gás para fora da galáxia, um processo conhecido como “ventos impulsionados pelo NGA” ou “feedback do NGA”, o que significa que haverá menos gás a partir do qual se formarão novas estrelas.

Uma equipa de cientistas do IAC tem vindo a tentar apanhar este processo em acção. Usando espectroscopia integral de campo com o instrumento KCWI (Keck Cosmic Web Imager) no telescópio Keck no Hawaii, que permite aos astrónomos obter simultaneamente muitos espectros em diferentes locais da galáxia, eles têm sido capazes de mapear tanto os ventos impulsionados pelo NGA como as idades das estrelas na região interior da bem estudada galáxia activa Markarian 34.

Adoptando esta abordagem, esperavam compreender se estes ventos estavam a ter um impacto directo na formação estelar. Este estudo faz parte do projecto QSOFEED (Quasar Feedback) cujo objectivo é compreender como os buracos negros super-massivos afectam as galáxias que os abrigam.

O que a equipa descobriu mostra que o NGA e os ventos que conduzem têm um impacto complexo nas suas galáxias hospedeiras. De um lado da galáxia, mostraram que à frente e nos limites do vento, formam-se novas estrelas. Patricia Bessiere, que liderou o estudo, explica porque é que isto pode estar a acontecer. “Alguns estudos teóricos e simulações de computador sugerem que, à medida que o vento impulsionado pelo NGA passa pela galáxia, o gás mais denso e frio à frente e para os lados é comprimido, tornando as condições para a formação estelar mais favoráveis. Isto significa que o vento está, de facto, a desencadear a formação estelar, em vez de a suprimir.”

No entanto, no outro lado da galáxia, descobriu-se que o ritmo de formação estelar não é afectado pela passagem do vento. A equipa sugere que tal acontece porque o vento aqui é mais rápido e turbulento, o que significa que as condições para a formação estelar não são igualmente melhoradas. Cristina Ramos Almeida, investigadora do IAC e co-autora do estudo, explica que “o que estamos a ver aqui pode ser evidência de feedback ‘preventivo’, o que significa que o vento está a perturbar o gás na galáxia de modo a que não possa colapsar para formar novas estrelas.”

“Este estudo demonstra que a relação entre os NGAs e as suas galáxias hospedeiras é complexa e pode ter impacto em diferentes regiões de diferentes maneiras. Os resultados desta investigação observacional serão importantes para informar a futura modelagem da evolução galáctica e o papel desempenhado pelos NGAs,” explica Patricia Bessiere.

Para expandir a nossa compreensão desta relação, a equipa planeia agora alargar o seu estudo observando uma maior amostra de NGAs usando o instrumento MEGARA, instalado no telescópio GTC (Gran Telescopio Canarias) de 10 metros. Isto permitirá à equipa obter dados de espectroscopia integral de campo que serão utilizados para caracterizar a distribuição espacial tanto dos ventos como das populações estelares. Isto ajudará os astrónomos a compreender os detalhes da relação entre o NGA e a formação estelar e, igualmente importante, quão comuns tais interacções são.

Astronomia On-line
29 de Março de 2022