sexta-feira, 23 de fevereiro de 2018

Buracos negros supermassivos crescem mais do que as suas galáxias

De acordo com dois novos estudos que usam dados do observatório de raios X Chandra da NASA e de outros telescópios, os maiores buracos negros do Universo estão crescendo mais depressa do que a taxa de formação estelar das suas galáxias.

ilustração de um buraco negro supermassivo

© M. Helfenbein (ilustração de um buraco negro supermassivo)

Ao longo de muitos anos, os astrônomos recolheram dados sobre a formação de estrelas em galáxias e sobre o crescimento de buracos negros supermassivos nos seus centros.

Agora, descobertas de dois grupos independentes de pesquisadores indicam que os buracos negros nas galáxias massivas cresceram muito mais depressa do que nas galáxias menos massivas.

Usando grandes quantidades de dados do observatório de raios X Chandra, do telescópio espacial Hubble e de outros observatórios, os astrônomos estudaram a taxa de crescimento de buracos negros em galáxias a distâncias de 4,3 a 12,2 bilhões de anos-luz da Terra. Este trabalho foi liderado por Guang Yang da Universidade Estatal da Pensilvânia, EUA. Os dados de raios X incluíram os levantamentos Chandra Deep Field-South & North e COSMOS-Legacy.

Os cientistas calcularam a relação entre a taxa de crescimento de um buraco negro supermassivo e a taxa de crescimento das estrelas na sua galáxia hospedeira. Uma ideia comum é que esta relação é aproximadamente constante para todas as galáxias.

Em vez disso, os pesquisadores descobriram que esta proporção é muito maior para galáxias mais massivas. Para galáxias que contêm um conteúdo estelar equivalente a cerca de 100 bilhões de massas solares, a proporção é cerca de dez vezes maior do que para galáxias com um conteúdo estelar equivalente a cerca de 10 bilhões de massas solares.

Uma explicação é que talvez as galáxias massivas sejam mais eficazes na absorção de gás frio aos seus buracos negros supermassivos centrais do que as menos massivas.

Outro grupo de cientistas encontrou, independentemente, evidências de que o crescimento dos buracos negros mais massivos ultrapassou o crescimento estelar nas suas galáxias hospedeiras. Mar Mezcua (Instituto de Ciências Espaciais da Espanha) e colegas estudaram buracos negros em algumas das mais brilhantes e massivas galáxias do Universo. Estudaram 72 galáxias localizadas no centro de aglomerados galácticos a distâncias de até mais ou menos 3,5 bilhões de anos-luz da Terra. O estudo usou dados de raios X do Chandra e dados de rádio do ATCA (Australia Telescope Compact Array), do VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) e do VLBA (Very Long Baseline Array).

Mezcua e colegas estimaram as massas dos buracos negros nestes aglomerados de galáxias usando uma relação bem conhecida que liga a massa de um buraco negro à emissão de raios X e rádio associada com o buraco negro. Descobriu-se que as massas dos buracos negros são dez vezes maiores do que as massas estimadas por outro método.

"Descobrimos que os buracos negros são muito maiores do que esperávamos," realça Mezcua. "Talvez tenham tido um avanço de crescimento nesta corrida cósmica, ou talvez tenham tido uma vantagem na velocidade de crescimento que durou bilhões de anos."

Os cientistas descobriram que quase metade dos buracos negros na sua amostra tinham massas estimadas em pelo menos 10 bilhões de vezes a massa do Sol. Isto coloca-os na categoria de buracos negros "ultramassivos".

O trabalho por Mezcua et al. foi publicado na edição de fevereiro de 2018 da revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. O trabalho por Yang et al. foi aceito para publicação e será divulgado na edição de abril de 2018 da mesma revista.

Fonte: Penn State University

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