Buracos negros supermassivos podem estar desempenhando um papel decisivo na evolução das maiores galáxias do Universo. Um novo estudo sugere que poderosos ventos gerados ao redor desses objetos podem expulsar o gás necessário para a formação de novas estrelas, ajudando a explicar um mistério que intriga os astrônomos há décadas.

Os resultados foram apresentados por pesquisadores da Universidade de Michigan durante a reunião da American Astronomical Society e utilizam observações da missão XRISM, projeto liderado pela Japan Aerospace Exploration Agency em parceria com a Nasa. As informações foram divulgadas nesta sexta-feira, 19, pelo ScienceDaily.

O mistério das galáxias com poucas estrelas

Modelos atuais indicam que as galáxias mais massivas deveriam converter grandes quantidades de gás em estrelas ao longo de sua história.

No entanto, observações mostram que muitas delas possuem uma quantidade de massa estelar significativamente menor do que o esperado. Isso sugere que algum mecanismo interrompe ou reduz a formação estelar antes que todo o gás disponível seja transformado em novas estrelas.

Uma das principais hipóteses envolve os buracos negros supermassivos localizados no centro dessas galáxias.

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Como os buracos negros podem expulsar o gás das galáxias

Embora sejam conhecidos por sua intensa gravidade, os buracos negros também podem gerar alguns dos ambientes mais energéticos do Universo.

Ao redor deles forma-se um disco de acreção, estrutura composta por gás e poeira aquecidos a temperaturas extremas. Parte desse material não cai diretamente no buraco negro e acaba sendo lançada para o espaço em forma de ventos extremamente rápidos.

Segundo os pesquisadores, esses fluxos podem remover grandes quantidades de gás das galáxias. Como o gás é a matéria-prima necessária para o nascimento de estrelas, sua expulsão reduz a capacidade da galáxia de continuar produzindo novas gerações estelares.

A galáxia observada pelos cientistas

O estudo concentrou-se na galáxia NGC 4151, localizada a cerca de 50 milhões de anos-luz da Terra.

Em seu núcleo existe um buraco negro supermassivo ativo, alimentado continuamente por matéria que forma um disco de acreção brilhante. Essas características tornam a galáxia um laboratório natural para investigar a interação entre buracos negros e o ambiente ao seu redor.

Graças à alta resolução do XRISM, os pesquisadores conseguiram analisar os ventos produzidos pelo disco com um nível de detalhe sem precedentes.

Telescópio revelou quando os ventos se tornam mais intensos

A equipe liderada pela doutoranda Xin "Cindy" Xiang analisou centenas de dias de observações da NGC 4151. Os cientistas descobriram que os ventos mais rápidos não surgem durante os momentos de maior brilho em raios X. Em vez disso, eles tendem a aparecer cerca de três horas após essas explosões energéticas.

A descoberta estabelece pela primeira vez uma ligação temporal direta entre a atividade do buraco negro e os ventos lançados pelo disco de acreção.

Segundo os pesquisadores, compreender quando esses fluxos surgem pode ajudar a identificar fenômenos semelhantes em outras galáxias.

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Uma nova peça para entender a evolução das galáxias

Estudos anteriores já haviam mostrado que os ventos observados na NGC 4151 atingem velocidades capazes de lançar material para fora do sistema galáctico. Agora, os novos dados ajudam a entender em quais condições esses fluxos se tornam mais eficientes.

Os pesquisadores acreditam que esse mecanismo pode desempenhar um papel fundamental na evolução das galáxias ao longo de bilhões de anos, regulando a quantidade de gás disponível para formar estrelas.

Se a hipótese for confirmada em outros sistemas, os ventos produzidos por buracos negros supermassivos poderão explicar por que algumas das maiores galáxias do Universo apresentam uma população estelar menor do que o esperado.

O que é a missão XRISM?

Lançada em 2023, a missão XRISM foi desenvolvida para estudar fenômenos extremos do Universo por meio da observação de raios X.

O observatório tem resolução energética cerca de dez vezes superior à de missões anteriores, permitindo investigar com mais precisão regiões próximas a buracos negros, estrelas de nêutrons e aglomerados de galáxias.