Graças ao Telescópio Espacial James Webb (JWST), os astrônomos tiveram uma ideia dos mecanismos que os buracos negros supermassivos usam para se alimentar. As observações poderão ajudar os cientistas a descobrir como os buracos negros supermassivos, com massas de milhões, muitas vezes milhares de milhões, de vezes o tamanho do Sol, cresceram tão rapidamente após o Big Bang.
Todas as grandes galáxias estão lá Buracos negros supermassivos No fundo, alguns são gigantes adormecidos, devorando pequenos pedaços de gás e poeira circundantes, enquanto outros se alimentam ferozmente e atuam como motores para a brilhante região galáctica central. Núcleos Galácticos Ativos (AGN). Estes buracos negros que se alimentam também emitem jatos a partir dos seus pólos que podem expulsar gás e poeira – as matérias-primas necessárias para a formação de estrelas – das suas galáxias hospedeiras, impedindo assim o nascimento de estrelas e efetivamente “matando” estas galáxias.
Além disso, os poderosos titãs cósmicos tornam-se verdadeiramente surpreendentes quando usados por astrônomos JWST Detecte-os até 1 bilhão de anos antes da idade do universo. Por causa do processo pelo qual os buracos negros crescem consumindo matéria e depois se aglutinam para se tornarem mais massivos. buraco negro Levaria pelo menos 1 bilhão de anos para atingir o status de supermassivo. Isto é ainda mais confuso porque as teorias também dizem que os buracos negros mais monstruosamente alimentados (e, portanto, de crescimento mais rápido) são deve Eles também afastam o que usam para esse crescimento, colocando-se em dieta. Então, com tudo isto em mente, como é que os buracos negros cresceram tão rapidamente no Universo primitivo?
Uma explicação sugere que os buracos negros supermassivos empurram o gás para longe, morrendo de fome como previsto, mas também que esta matéria eventualmente esfria e cai de volta no buraco negro. Isso permitirá outro período de alimentação e, portanto, de crescimento.
Esta interpretação também sugere que, à medida que este gás arrefece, forma “streamers” ou filamentos de gás com algumas centenas de anos-luz de largura, mas que se estendem por milhares de anos-luz de comprimento. Estes retornarão ao centro da galáxia e formarão um disco giratório em torno de seu atual buraco negro, alimentando-o novamente e iniciando um novo período de acreção. Isto relançaria então os jatos do buraco negro, o que mais uma vez interromperia o fornecimento de alimentos ao Titã cósmico, permitindo que todo o processo recomeçasse.
O processo seria essencialmente um ciclo de autorregulação seguido de jejum após uma refeição. No entanto, a ligação entre este filamento e o buraco negro supermassivo era ilusória, o que significa que este processo resistiu à confirmação.
“O que o JWST está a revelar é que os buracos negros podem ser os melhores recicladores cósmicos,” disse a líder da equipa, Julie Hlavacek-Larondeau, da Universidade de Montreal. disse em um comunicado. “Eles emitem grandes quantidades de energia que aquecem os seus arredores, mas esse mesmo gás pode mais tarde arrefecer em filamentos finos que fluem de volta para dentro e alimentam novamente o buraco negro. Estamos finalmente a ver este ciclo autossustentável em ação.”
Um buraco negro supermassivo em dieta
Para resolver o mistério do consumo de buracos negros, o JWST concentrou-se num AGN relativamente próximo, localizado no coração da galáxia central do aglomerado Centaurus, NGC 4696Localizado a apenas 145 milhões de anos-luz da Terra.
D Telescópio Espacial Hubble estudou anteriormente a galáxia, revelando um estranho vórtice de gás em forma de gancho perto do buraco negro supermassivo central de NGC 4696.
O JWST deu continuidade a esta descoberta criando um mapa detalhado do gás que flui para o centro da galáxia. Revela que a estrutura em forma de gancho tem cerca de 800 anos-luz de largura e é composta por gás que viaja a velocidades incríveis de cerca de 600 quilómetros por segundo (1,3 milhões de milhas por hora).
O mais emocionante é que a rotação do gás parece estar ligada a um filamento gigante de matéria que cai em direção ao buraco negro supermassivo central.
A equipe comparou as observações do JWST com uma simulação de computador e descobriu que o gás realmente tomaria forma no cenário de filamento visto em NGC 4696.
“O JWST agora nos mostra o elo final neste ciclo fechado”, disse Helen Russell, membro da equipe, da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Nottingham, no Reino Unido, no comunicado. “A vasta rede filamentar de fluxos de gás eventualmente puxa o gás para um disco que alimenta o buraco negro.”
O relatório da pesquisa da equipe foi publicado na quarta-feira (16 de julho). Cartas de revistas astrofísicas.
