Ventos de buracos negros ‘desligam’ a formação de estrelas

Localizados no coração da maioria das galáxias, os buracos negros super-massivos são objetos extremamente densos e compactos com massas que têm milhões e milhões de vezes a do nosso Sol. 

Muitos são bastante passivos, como o que está no centro da nossa Via Láctea. No entanto, alguns buracos negros estão a devorar com grande apetite tudo o que os rodeia.

Estes buracos negros devoradores não só usam o gás que os rodeia para se alimentarem, como também expulsam parte desse gás na forma de ventos fortes e jatos. Os astrónomos já suspeitavam que estes ventos eram responsáveis por escoar o gás interestelar das galáxias. Em particular, as moléculas de gás das quais nascem as estrelas. 

Este efeito pode afetar a formação de estrelas das galáxias, diminuindo a sua capacidade de criação ou mesmo extingui-la completamente. 

Mas, até agora, não tinha sido possível observar este processo. Os astrónomos já tinham detetado com telescópios de raios-X ventos muito perto de buracos negros. E, através de observações em infravermelho, tinham já registado descargas de moléculas de gás de grande intensidade nas galáxias. Mas não tinham ainda observado os dois fenómenos na mesma galáxia. 

Um novo estudo mudou este cenário. Foram detetados ventos impelidos por um buraco negro, com diferentes intensidades.

“É a primeira vez que vimos um buraco negro super-massivo a explodir o reservatório de gás de criação de estrelas da galáxia”, explica Francesco Tombesi, do Centro de Voos Espaciais Goddard, da NASA, e da Universidade de Maryland, nos EUA, que liderou o estudo publicado esta semana na Nature. 

Combinando observações em infravermelho do observatório espacial Herschel, da ESA, com novos dados do satélite de raios-X Suzaku, do Japão e EUA, os astrónomos detetaram ventos perto do buraco negro central da galáxia IRAS F11119+3257 e os ventos a empurrarem o gás galáctico para o exterior. 

Perto do buraco negro, os ventos são fracos e rápidos, com rajadas de cerca de 25% da velocidade da luz e sopram o equivalente a cerca de uma massa solar de gás por ano. 

À medida que progridem para o exterior, os ventos tornam-se mais lentos, mas passam a varrer algumas centenas adicionais de massas solares de moléculas de gás por ano e empurram-nas para fora da galáxia.

Este estudo mostra, pela primeira vez, que os ventos dos buracos negros estão a esvaziar de gás as suas galáxias hospedeiras através de expulsões em grande escala. 

E concorda com a teoria de que os buracos negros podem, em última instância, parar a formação de estrelas nas suas galáxias hospedeiras. 

“O observatório espacial Herschel já tinha revolucionado o nosso conhecimento sobre a criação de estrelas. Este novo resultado ajuda-nos a compreender como e por que é que a formação de estrelas nalgumas galáxias pode ser alterada ou até mesmo desligada”, diz Göran Pilbratt, cientista do observatório Herschel na ESA. 

“O culpado deste mistério cósmico foi encontrado. Como muitos suspeitavam, um buraco negro central pode impulsionar expulsões de gás em grande escala, que extingue a formação de estrelas.”

Mais informações

“Wind from the black-hole accretion disk driving a molecular outflow in an active galaxy,” de F. Tombesi, et al., publicado a 26 de março, 2015, na revista Nature. 

O estudo baseia-se em observações realizadas com a Câmara Fotocondutora e Espetrómetro (PACS) no observatório espacial Herschel, da ESA, e em dados da missão Suzaku, do Japão/EUA.

Para mais informações, contactar:

Markus Bauer
ESA Science and Robotic Exploration Communication Officer
Tel: +31 71 565 6799; +34 91 8131 199
Mob: +31 61 594 3954
Email: markus.bauer@esa.int

Francesco Tombesi
X-ray Astrophysics Laboratory
NASA Goddard Space Flight Center
Greenbelt, MD, USA
and Department of Astronomy and CRESST
University of Maryland, MD, USA
Tel: +1 301 405 3615 / +1 301 286 2661
Email: ftombesi@astro.umd.edu

Göran Pilbratt
Herschel Project Scientist
Tel: +31 71 565 3621
Email: gpilbratt@cosmos.esa.int