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Os cientistas usaram simulações sofisticadas para mostrar como jatos poderosos de buracos negros supermassivos são interrompidos pelo movimento de gás quente e galáxias, impedindo o resfriamento do gás, que de outra forma poderia formar estrelas. Seus resultados são relatados nos avisos mensais da Royal Astronomical Society .
Aglomerados típicos de galáxias têm vários milhares de galáxias membros, que podem ser muito diferentes da nossa Via Láctea e variam em tamanho e forma. Esses sistemas são incorporados em gases muito quentes, conhecidos como meio intracluster (ICM), que vivem em um halo invisível da chamada "matéria escura".
Um grande número de galáxias possui buracos negros supermassivos em seus centros, e estes geralmente têm jatos de alta velocidade de material que se estendem por milhares de anos-luz que podem inflar lóbulos muito quentes no ICM.
Os pesquisadores, baseados no Instituto Kavli de Cosmologia e no Instituto de Astronomia, realizaram simulações de última geração, observando minuciosamente os lóbulos dos jatos e os raios X emitidos como resultado. O modelo captura o nascimento e a evolução cosmológica do aglomerado de galáxias e permitiu que os cientistas investigassem com realismo sem precedentes como os jatos e lobos que eles inflam interagem com um ICM dinâmico.
Eles descobriram que as observações de raios-X simuladas do cluster simulado revelaram as chamadas "cavidades de raios-X" e "jantes brilhantes de raios-X" geradas por jatos supermassivos acionados por buracos negros, os quais são distorcidos por movimentos no cluster notavelmente se assemelham aos encontrados em observações de aglomerados de galáxias reais.
“Desenvolvemos novas técnicas computacionais, que utilizam a mais recente tecnologia de computação de alto desempenho, para modelar pela primeira vez os jatos com mais de um milhão de elementos em clusters totalmente realistas. Isso nos permite colocar os processos físicos que dirigem a liberação da energia do jato sob o microscópio ”, disse o Dr. Martin Bourne, do Instituto de Astronomia, que liderou a equipe.
À medida que as galáxias se movimentam no aglomerado, a simulação mostra que elas criam uma espécie de "clima", movendo-se, deformando e destruindo os lobos quentes de gás encontrados no final dos jatos dos buracos negros. Os lóbulos dos jatos são extremamente poderosos e, se interrompidos, fornecem grandes quantidades de energia ao ICM.
A equipe de Cambridge acredita que esse mecanismo de interrupção climática do cluster pode resolver um problema duradouro: entender por que o gás ICM não esfria e forma estrelas no centro do cluster. Esse quebra-cabeça chamado "fluxo de resfriamento" atormenta os astrofísicos há mais de 25 anos.
As simulações realizadas fornecem uma nova solução tentadora que poderia resolver esse problema. O Dr. Bourne comentou: “A combinação das enormes energias injetadas nos lóbulos dos jatos pelo buraco negro supermassivo e a capacidade do clima de cluster de perturbar os lóbulos e redistribuir essa energia para o ICM fornece um mecanismo simples e elegante para resolver o fluxo de resfriamento problema."
Uma série de telescópios espaciais de raios-X da próxima geração entrará em órbita na próxima década. Esses instrumentos avançados devem ajudar a resolver o debate - e se o tempo intergalático realmente parar o nascimento de estrelas.
Referência:
Martin A Bourne et al. ' Feedback do jato AGN em uma malha móvel: energia do lobo e propriedades de raios-X em um ambiente de cluster realista .' Avisos mensais da Royal Astronomical Society (2019). DOI: 10.1093 / mnras / stz2604
Originalmente publicado na Royal Astronomical Society website
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Fonte: University of Cambridge / conteúdo publicado 21-10-2019
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HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Membro da Society for
Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA
(National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant 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 Globe Program / NASA
Globe Cloud, 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 National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
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