'Precipitação cósmica' pode extinguir a formação de estrelas nas galáxias

Abell 2597 Galaxy Cluster

Abell 2597 é um aglomerado de galáxias localizado a cerca de 1 bilhão de anos-luz da Terra. Um levantamento de aglomerados de galáxias como este sugere que a formação de estrelas pode ser limitada por uma forma de precipitação cósmica. (Crédito da imagem: NASA / CXC / Michigan State University / G.Voit et al; Ótico: NASA / STScI & DSS; H-alpha: Carnegie Obs./Magellan/W.Baade Telescope)





Galáxias massivas não formam tantas estrelas quanto possível devido a um fenômeno conhecido como 'precipitação cósmica', um novo estudo descobriu.

Quando o gás interestelar esfria rapidamente, ele se condensa e então entra em colapso para formar novas estrelas. Mas todas as galáxias massivas são alimentadas por uma central buraco negro supermassivo , que pode facilmente expelir radiação de alta energia, aquecendo o gás e interrompendo a formação de estrelas. Embora os astrônomos já suspeitem disso há muito tempo, 'a peça que faltava no quebra-cabeça era: como ele sabe fazer isso?' disse o autor principal Mark Voit, professor de astronomia na Michigan State University. 'O que faz com que esta coisa explodir?'

O novo estudo liga as erupções do buraco negro ao estado inicial do gás interestelar, descobrindo que quando o gás esfria o suficiente para iniciar a formação de estrelas, essas nuvens frias chovem (daí o termo precipitação cósmica) no buraco negro, desencadeando alta energia jatos que aquecem o gás e interrompem a formação de estrelas. [Os mais estranhos buracos negros do universo]



Tudo se resume à temperatura. Vários anos atrás, os astrônomos reconheceram que nas galáxias onde o buraco negro estava dormente, o gás circundante era intensamente quente. Mas nas galáxias onde o buraco negro estava ativo, o gás circundante era mais variado e até mesmo frio, disse Voit ao guesswhozoo.com.

Portanto, algumas galáxias são simplesmente quentes demais para afetar seus buracos negros. Mesmo se uma região começar a esfriar, a intensidade do calor circundante a impediria de esfriar ainda mais. Pense em jogar um cubo de gelo em uma panela com água fervente. Esse cubo de gelo não vai durar muito.

Em galáxias mais frias, entretanto, o gás próximo ao buraco negro central pode ser frio o suficiente para formar estrelas. Mas antes que possa formar muitos, a nuvem de gás frio chove sobre o buraco negro supermassivo, que então dispara jatos energéticos que reaquecem a nuvem de gás frio e evita a formação de qualquer estrela.



'Podemos dizer que uma previsão do tempo típica para o centro de uma galáxia massiva é esta: nublado com possibilidade de calor de um enorme buraco negro', co-autor Greg Bryan, professor de astronomia da Universidade de Columbia, disse em um comunicado.

Voit, Bryan e seus colegas observaram 200 galáxias massivas no meio de aglomerados de galáxias usando o Observatório de Raios-X Chandra e o Telescópio do Pólo Sul. Eles descobriram que os dois mecanismos acima mencionados regulam a formação de estrelas dependendo se uma galáxia está acima ou abaixo de um determinado limite de temperatura.

“Há uma transição em que vai de um céu agradável para um céu muito nublado de repente”, disse Voit.



Para aglomerados significativamente acima desse limite, quaisquer bolsões de gás frio serão reaquecidos rapidamente por seus arredores. Para aglomerados abaixo desse limiar, a precipitação cósmica aquece o gás. O ciclo de aquecimento e resfriamento fornece um ciclo de feedback que regula o crescimento das galáxias.

'Há 25 anos luto com esse problema e é como se as peças finalmente se encaixassem', disse Voit.

Os pesquisadores já começaram a sondar outras galáxias. 'Queremos descobrir se este princípio se aplica a galáxias menores e quais são essas implicações', disse Voit. - E o que posso prometer é que está ficando muito bom. Os próximos resultados da equipe estão em processo de arbitragem, mas devem ser publicados em breve.

O estudo inicial foi publicado em 20 de janeiro na Nature .

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