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Novos avanços na teoria da formação de buracos negros supermassivos
Com avanços na observação astronômica, os cientistas agora confirmaram a existência de buracos negros supermassivos nos centros das galáxias. A recente divulgação de imagens de buracos negros aumentou ainda mais a curiosidade das pessoas...
Por Academia Sinica - 24/07/2023


As Galáxias dos Ratos (NGC 4676) são famosas galáxias em interação que atualmente estão passando por um processo de colisão e fusão. A cauda longa no lado direito é resultado das forças de maré gravitacionais durante o processo de fusão. Quando as galáxias se fundem, uma quantidade significativa de gás molecular flui para a região central, promovendo a formação de inúmeras estrelas e facilitando o crescimento de buracos negros. Crédito: NASA, H. Ford (JHU), G. Illingworth (UCSC/LO), M.Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), ACS Science Team e ESA

Com avanços na observação astronômica, os cientistas agora confirmaram a existência de buracos negros supermassivos nos centros das galáxias. A recente divulgação de imagens de buracos negros aumentou ainda mais a curiosidade das pessoas sobre os buracos negros, ao mesmo tempo em que forneceu evidências adicionais para apoiar a teoria geral da relatividade de Einstein.

Esses buracos negros supermassivos variam em massa de milhões a bilhões de massas solares. Surpreendentemente, alguns desses buracos negros se formaram menos de um bilhão de anos após o Big Bang. Compreender como esses buracos negros se formaram e cresceram para uma massa tão enorme em um período tão curto de tempo sempre foi um tópico importante na astrofísica moderna.

Uma equipe de pesquisa composta por Chi-Hong Lin e Ke-Jung Chen do Instituto de Astronomia e Astrofísica, Academia Sinica (ASIAA) e Chorng-Yuan Hwang do Instituto de Astronomia da National Central University fez novos avanços significativos na teoria da formação de buracos negros supermassivos. Os resultados da pesquisa foram publicados em The Astrophysical Journal .

A equipe usou simulações de alta resolução de fusões de galáxias para investigar o crescimento de buracos negros supermassivos e seu impacto nas galáxias hospedeiras . Ao introduzir um novo modelo de nuvens moleculares, eles descobriram que o crescimento de buracos negros ocorre principalmente através do acúmulo de nuvens moleculares durante fusões de galáxias.

Devido à dinâmica das forças gravitacionais, nuvens moleculares massivas podem cair eficientemente no centro galáctico em comparação com gases neutros e ionizados, aumentando rapidamente a taxa de formação de estrelas na galáxia e fornecendo os nutrientes necessários para o rápido crescimento do buraco negro.

Isso permite que os buracos negros que originalmente tinham apenas alguns milhões de massas solares cresçam para bilhões de massas solares em algumas centenas de milhões de anos, explicando com sucesso as propriedades observadas da fusão de galáxias e seus buracos negros.

(Esquerda) Arp 148 é uma galáxia com uma estrutura peculiar formada após a
colisão de duas galáxias, onde uma grande quantidade de material cai
no centro das galáxias, dando origem a sua aparência única. Crédito: NASA,
ESA, Hubble Heritage Team. (Direita) Uma simulação da formação de
Arp 148. Quando duas galáxias de disco colidem frontalmente, uma
quantidade significativa de nuvens moleculares é agregada na região
central, fornecendo combustível para o buraco negro central.
Simultaneamente, esse processo desencadeia uma explosão de formação
estelar na região central da galáxia. Esses resultados
de simulação combinam bem com as características
observadas de Arp 148. Crédito: Chi-Hong Lin/ASIAA

“Esta pesquisa demonstra o possível mecanismo para o rápido crescimento de buracos negros e revela a importância das nuvens moleculares na fusão de galáxias”, disse Ke-Jung Chen.

"Nossos resultados de pesquisa podem oferecer às pessoas uma compreensão mais profunda da evolução das galáxias. Prevemos que haverá mais resultados observacionais para verificar nossa conclusão", disse o principal autor Chi-Hong Lin.


Mais informações: Chi-Hong Lin et al, Rapid Growth of Galactic Supermassive Black Holes through Accreting Giant Molecular Clouds during Major Mergers of Their Host Galaxies, The Astrophysical Journal (2023). DOI: 10.3847/1538-4357/acd841

Informações do jornal: Astrophysical Journal 

 

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