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Envelhecer juntos: Um olhar mais atento aos buracos negros e suas galáxias hospedeiras
Caros Leitores;
Imagem da simulação de Romulus representando a rede de estruturas que se agrupam em escalas intergalácticas, revelando onde as galáxias que hospedam buracos negros se formam. Galáxias mais massivas que hospedam buracos negros mais massivos tendem a viver em regiões mais quentes (vermelhas), enquanto galáxias de menor massa vivem em regiões mais frias (azuis) e abrigam buracos negros menores. Crédito: Universidade de Yale
Alguns relacionamentos estão escritos nas estrelas. Esse é definitivamente o caso dos buracos negros supermassivos e de suas galáxias hospedeiras, de acordo com um novo estudo da Universidade de Yale.
A "relação especial" entre buracos negros supermassivos (SMBHs) e seus hospedeiros - algo que astrônomos e físicos observaram por um bom tempo - agora pode ser entendida como um vínculo que começa no início da formação de uma galáxia e tem a capacidade de dizer como a galáxia e a SMBH em seu centro cresce com o tempo, observam os pesquisadores.
Um buraco negro é um ponto no espaço em que a matéria foi compactada com tanta força que cria uma gravidade intensa. Essa gravidade é forte o suficiente para que nem a luz possa escapar de sua atração. Os buracos negros podem ser tão pequenos quanto um único átomo ou tão grandes quanto bilhões de quilômetros de diâmetro. Os maiores são chamados de buracos negros "supermassivos" e têm massas iguais à de milhões - ou até bilhões - de sóis.
As SMBHs são freqüentemente encontradas no centro de grandes galáxias, incluindo nossa própria galáxia, a Via Láctea. Embora se esperasse teoricamente que as SMBHs existissem, as primeiras dicas observacionais foram detectadas na década de 1960; no início deste ano, o Event Horizon Telescope lançou a primeira silhueta de um buraco negro na galáxia Messier 87. Os astrofísicos continuam teorizando sobre as origens dos buracos negros, como eles crescem e brilham e como interagem com galáxias hospedeiras em diferentes ambientes astronômicos. .
"Houve muita incerteza em relação à conexão SMBH-galáxia, em particular se o crescimento de SMBH estava mais fortemente conectado à taxa de formação de estrelas ou à massa da galáxia hospedeira", disse o astrofísico de Yale Priyamvada Natarajan, pesquisador sênior do novo estudo. , que aparece na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . "Esses resultados representam a evidência teórica mais completa para os primeiros - a taxa de crescimento dos buracos negros parece estar fortemente acoplada à taxa na qual as estrelas se formam no hospedeiro".
Vídeo: https://youtu.be/BpYhRQAeZVA
Natarajan fez contribuições significativas para a nossa compreensão da formação, montagem e crescimento de SMBHs, com relação a seus arredores. Seu trabalho fala da questão subjacente de saber se essas conexões são meras correlações ou sinais de uma causa mais profunda.
Natarajan e sua equipe - primeiro autor Angelo Ricarte e Michael Tremmel de Yale e Thomas Quinn da Universidade de Washington - usaram conjuntos sofisticados de simulações para fazer a descoberta. Chamada Romulus, a simulação cosmológica segue a evolução de diferentes regiões do universo, logo após o Big Bang até os dias atuais e inclui milhares de galáxias simuladas que residem em uma ampla variedade de ambientes cósmicos.
As simulações de Romulus oferecem o instantâneo de alta resolução do crescimento de buracos negros, fornecendo uma visão totalmente emergente e mais nítida de como os buracos negros crescem dentro de uma ampla variedade de galáxias hospedeiras, das galáxias mais massivas localizadas no centro de aglomerados de galáxias - regiões muito densas como centros urbanos lotados - até galáxias anãs muito mais comuns que habitam os subúrbios mais escassos.
"No momento em que os fatores que motivam o crescimento do buraco negro não são claros, essas simulações oferecem uma imagem simples. Elas simplesmente crescem junto com as estrelas, independentemente da massa da galáxia, do ambiente maior ou da época cósmica", disse Ricarte, ex-graduado. estudante de Natarajan, que agora é pós-doutorado em Harvard.
Uma das descobertas mais intrigantes do estudo, observou Ricarte, tem a ver com a maneira como os maiores buracos negros do universo interagem com as galáxias hospedeiras ao longo do tempo. Os pesquisadores descobriram que as SMBHs e seus hospedeiros crescem em conjunto, e que o relacionamento é "auto-corrigível", independentemente do tipo de ambiente em que eles habitam.
"Se o SMBH começa a crescer muito rapidamente e se torna grande demais para sua casa galáctica, os processos físicos garantem que seu crescimento diminua em relação à galáxia", explicou Tremmel. "Por outro lado, se a massa da SMBH é muito pequena para sua galáxia, a taxa de crescimento da SMBH aumenta em relação ao tamanho da galáxia para compensar".
Mais informações: Angelo Ricarte et al. Rastreando a co-evolução do buraco negro e da galáxia nas simulações de Romulus, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2019). DOI: 10.1093 / mnras / stz2161
HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Membro da Society for
Science andthePublic (SSP) e assinante de conteúdoscientíficos da NASA
(NationalAeronauticsand Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA
GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela
NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.
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