Buracos negros supermassivos forçam aposentadoria das galáxias

O nascimento das estrelas nas galáxias tem sido um ponto focal da pesquisa em astronomia

Correio Braziliense

postado em 20/07/2021 06:00

Os buracos negros supermassivos dificultam que os aglomerados onde se alojam produzam estrelas - (crédito: Handouts/AFP - 29/11/13)

Buracos negros com massas equivalentes a milhões de sóis colocam um freio no nascimento de novas estrelas, segundo um estudo que será apresentado hoje no evento virtual National Astronomy Meeting. Usando aprendizado de máquina e três simulações de última geração para respaldar os resultados de uma grande pesquisa sobre o céu, os pesquisadores resolveram um debate de 20 anos sobre a formação estelar.

O nascimento das estrelas nas galáxias tem sido um ponto focal da pesquisa em astronomia. Décadas de observações bem-sucedidas e modelagem teórica resultaram em um bom entendimento de como o gás colapsa para formar novas estrelas dentro e além da Via Láctea.

No entanto, graças a programas de observação de todo o céu, como o Sloan Digital Sky Survey (SDSS), os astrônomos perceberam que nem todas as galáxias no Universo estão ativamente em formação de estrelas — existe uma população abundante de objetos quiescentes que produzem esses corpos celestes a taxas significativamente baixas. A questão continua a ser a maior incógnita no que diz respeito à evolução das galáxias. Então, Joanna Piotrowska, uma estudante de doutorado na Universidade de Cambridge, montou um experimento para descobrir o que poderia ser responsável pelo fenômeno.

Simulações

Usando três simulações cosmológicas de última geração — Eagle, Illustris e IllustrisTNG —, os astrônomos investigaram o que se esperaria ver no Universo real, conforme observado pelo SDSS, quando diferentes processos físicos estavam interrompendo a formação de estrelas em galáxias massivas. Os cientistas aplicaram um algoritmo de aprendizado de máquina para classificar as galáxias em formadoras de estrelas e quiescentes, segundo três parâmetros: a massa dos buracos negros supermassivos encontrados no centro das galáxias; a massa total das estrelas na galáxia e a massa do halo de matéria escura ao redor das galáxias.

Esses parâmetros permitiram à equipe descobrir qual processo físico é responsável por forçar as galáxias a uma semiaposentadoria: injeção de energia por buracos negros supermassivos, explosões de supernovas ou aquecimento de gás em halos massivos. As novas simulações apontaram que o primeiro é o culpado.

“É realmente emocionante ver como as simulações predizem exatamente o que vemos no universo real”, diz Piotrowska. “Buracos negros supermassivos — objetos com massas equivalentes a milhões ou até bilhões de sóis — realmente têm um grande efeito em seus arredores. Esses monstros forçam suas galáxias hospedeiras a uma espécie de semiaposentadoria da formação de estrelas.”