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Uma pesquisa inovadora conduzida pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST, na sigla em inglês) trouxe evidências de que buracos negros supermassivos podem desempenhar papel crucial na redução da formação de estrelas em galáxias em processo de amadurecimento.
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O estudo, liderado por cientistas da Universidade de Waseda (Japão) e publicado na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society em 18 de dezembro, analisou galáxias no protoaglomerado conhecido como Teia de Aranha, um dos aglomerados de galáxias mais bem estudados, localizado a aproximadamente 11 bilhões de anos-luz da Terra.
O protoaglomerado Teia de Aranha é considerado verdadeiro “laboratório cósmico” para investigar a relação entre buracos negros e a formação estelar.
“Conseguimos obter mapas de alta resolução das linhas de recombinação de hidrogênio, que indicam a atividade de formação de estrelas“, explica Rhythm Shimakawa, professor associado de astronomia e autor principal do estudo, ao Space.com.
As observações revelaram que galáxias com buracos negros supermassivos ativos apresentam taxas significativamente menores de formação de estrelas em comparação com aquelas sem essas estruturas.
Formação estelar e interferência dos buracos negros
- A formação de estrelas ocorre quando nuvens massivas de hidrogênio frio colapsam devido à gravidade, desencadeando reações de fusão nuclear;
- Este processo emite radiação específica detectada por instrumentos avançados, como a Near Infrared Camera (NIRCam) do JWST;
- No entanto, em galáxias com buracos negros supermassivos ativos, a formação estelar parece ser suprimida;
- Buracos negros supermassivos, que podem atingir milhões de vezes a massa do Sol, frequentemente lançam jatos relativísticos que expulsam gás das galáxias;
- Esse gás, fundamental para a criação de novas estrelas, é expulso para o Espaço intergaláctico, interrompendo o processo de formação estelar;
- Embora o consenso anterior fosse de que a formação estelar diminuía à medida que as galáxias consumiam seu hidrogênio frio, as novas descobertas desafiam essa noção;
- O estudo mostrou que algumas galáxias jovens, com cerca de um bilhão de anos, já exibem declínio na formação de estrelas, mesmo possuindo reservatórios de gás;
- Essa redução pode ser explicada pela influência dos buracos negros supermassivos.
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A equipe usou dados complementares do Observatório de Raios-x Chandra para comparar as emissões de raios-x provenientes de buracos negros com as taxas de formação de estrelas. Os resultados foram claros: galáxias com buracos negros mais ativos mostraram as menores taxas de formação estelar.
Dos 19 sistemas galácticos analisados no protoaglomerado Teia de Aranha, oito apresentaram buracos negros supermassivos ativos, enquanto os demais tinham núcleos mais silenciosos. Esse grupo representa conjunto único de galáxias com idades e condições semelhantes, permitindo a análise de padrões consistentes.
As galáxias elípticas, que representam o estágio final da evolução galáctica, possuem buracos negros supermassivos em seus centros. Essas estruturas massivas, formadas por fusões galácticas, tendem a eliminar as condições para formação estelar. À medida que galáxias colidem, os buracos negros centrais se fundem e tornam-se ainda mais massivos, amplificando seus efeitos.
Embora o estudo traga evidências significativas sobre a influência desses corpos espaciais na formação estelar, Shimakawa alerta que ainda há muito a ser descoberto. “Outros mecanismos podem estar contribuindo para a desaceleração da formação de estrelas“, disse.
O artigo publicado pelos pesquisadores promete abrir novos horizontes para a compreensão da evolução das galáxias no Universo.
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