No coração de quase toda galáxia massiva existe um buraco negro cujo campo gravitacional, embora muito intenso, afeta apenas uma pequena região ao redor do centro da galáxia. Mesmo que estes objetos sejam milhares de milhões de vezes menores que suas galáxias hospedeiras, nossa visão atual é que o Universo só pode ser compreendido se a evolução das galáxias for regulada pela atividade destes buracos negros, pois sem eles as propriedades observadas das galáxias não podem ser explicadas.
As previsões teóricas sugerem que à medida que estes buracos negros crescem, eles geram energia suficiente para aquecer e expulsar o gás dentro das galáxias a grandes distâncias. Observar e descrever o mecanismo pelo qual esta energia interage com as galáxias e modifica sua evolução é, portanto, uma questão básica na astrofísica dos dias atuais.
Com este objetivo em mente, um estudo conduzido por Ignacio Martín Navarro, pesquisador do Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), foi um passo adiante e tentou ver se a matéria e a energia emitida em torno destes buracos negros podem alterar a evolução, não apenas da galáxia hospedeira, mas também das galáxias satélites ao seu redor, a distâncias ainda maiores. Para isso, a equipe utilizou o Sloan Digital Sky Survey, que lhes permitiu analisar as propriedades das galáxias em milhares de grupos e aglomerados. As conclusões deste estudo, iniciado durante a estadia da Navarro no Instituto Max Planck de Astrofísica, foram publicadas na revista Nature.
“Surpreendentemente, descobrimos que as galáxias satélites formaram mais ou menos estrelas dependendo de sua orientação em relação à galáxia central”, explica Annalisa Pillepich, pesquisadora do Instituto Max Planck de Astronomia (MPIA, Alemanha) e co-autora do artigo. Para tentar explicar este efeito geométrico nas propriedades das galáxias satélites, os pesquisadores utilizaram uma simulação cosmológica do Universo chamada Illustris-TNG, cujo código contém uma forma específica de lidar com a interação entre os buracos negros centrais e suas galáxias hospedeiras. “Assim como nas observações, a simulação do Illustris-TNG mostra uma clara modulação da taxa de formação de estrelas nas galáxias satélites, dependendo de sua posição em relação à galáxia central”, acrescenta ela.
Este resultado é duplamente importante porque dá suporte observacional à idéia de que os buracos negros centrais desempenham um papel importante na regulação da evolução das galáxias, que é uma característica básica de nossa atual compreensão do Universo. No entanto, esta hipótese é continuamente questionada, dada a dificuldade de medir o possível efeito dos buracos negros nas galáxias reais, ao invés de considerar apenas as implicações teóricas.
Estes resultados sugerem, então, que existe um acoplamento particular entre os buracos negros e suas galáxias, pelo qual eles podem expulsar a matéria para grandes distâncias dos centros galácticos, e podem até afetar a evolução de outras galáxias próximas. “Assim, não só podemos observar os efeitos dos buracos negros centrais na evolução das galáxias, mas nossa análise abre o caminho para compreender os detalhes da interação”, explica Navarro, que é o autor principal do artigo.
“Este trabalho foi possível devido à colaboração entre duas comunidades: os observadores e os teóricos que, no campo da Astrofísica extragaláctica, descobrem que as simulações cosmológicas são uma ferramenta útil para entender como o Universo se comporta”, conclui ele.
Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Nature.
