Astrofísicos simularam o efeito de um buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea na evolução química de moléculas no ambiente. Descobriu-se que durante os períodos de atividade, a radiação de raios-X poderia estimular a formação de muitas moléculas, incluindo água e metanol, a distâncias de até oito kiloparsegs.
De acordo com conceitos modernos, um buraco negro supermassivo (MSCH) está localizado no centro de todas as galáxias grandes. A Via Láctea, nesse sentido, não é exceção – em seu centro está Sagitário A *, que se manifesta como um buraco negro inativo com uma massa de cerca de quatro milhões de raios solares.
No momento, não existe uma teoria completa do crescimento de SMPHs, mas acredita-se que eles possam ganhar uma massa grande por vários períodos de intensa absorção de gás. Nessas períodos, um núcleo ativo aparece na galáxia e uma fração significativa da energia gravitacional da substância incidente é convertida em outras espécies, incluindo radiação. As estimativas mostram que os períodos de atividade podem ocupar de um a dez por cento da vida útil de uma galáxia inteira.
Hoje, Sagitário A * está inativo, mas no passado esse buraco negro supermassivo também passava por períodos de forte aumento no acúmulo. Uma indicação disso são as bolhas de Fermi – enormes reservatórios de gás quente observados fora do plano da Via Láctea. Se eles estão conectados com jatos que batem do centro, o núcleo estava ativo não mais do que alguns milhões de anos atrás.
Xian Chen, da Universidade de Pequim e seus colegas, construíram um modelo numérico dos efeitos de grandes quantidades de raios-X na fase do núcleo ativo na formação de moléculas. De acordo com os resultados, Sagitário A * pode não apenas representar uma ameaça ao início da vida, como sugerido em alguns trabalhos anteriores, mas também participar da formação de condições favoráveis para o surgimento da vida.
Os fótons de raios X com energias acima de 10 quiloelétrons-volts praticamente não são bloqueados pelo gás no disco galáctico e podem se propagar por distâncias consideráveis. Ao interagir com a matéria, esse quantum nocauteia um elétron e ioniza um átomo ou molécula. O resultado são partículas com alta reatividade, muito maior que a de substâncias neutras. Assim, os fótons de raios X podem estimular a evolução química, incluindo a formação de compostos complexos.
Neste trabalho, os cientistas avaliaram o efeito de um buraco negro central ativo na aparência das moléculas de H 2 O, CH 3 OH e H 2 CO na superfície das partículas de poeira e na fase gasosa. Como exemplo, os autores consideram uma nuvem molecular fria localizada a uma distância de quatro kiloparsecs do centro da galáxia.
O modelo prevê que, no estágio de irradiação ativa nas partículas de água, ele se torne um pouco mais, na fase gasosa, um pouco menos e, nos próximos milhões de anos, no primeiro caso, o aumento da concentração permanecerá e, no segundo, retornará aos valores originais. Para CH 3 OH e H 2 CO, a situação acabou sendo diferente: na superfície das partículas na fase ativa, a concentração aumentou em 1-2 ordens de magnitude e permaneceu por milhões de anos; na fase gasosa, as quantidades desses compostos a princípio mostraram dinâmica multidirecional, mas após a irradiação começaram a crescer, atingindo dez milhões de anos depois, os valores são cerca de cem vezes maiores do que na ausência de radiação.
Os autores também prevêem que esse efeito deve ser mais pronunciado para nuvens moleculares densas e jovens localizadas em pequenas distâncias galactocêntricas. Se essa afirmação for confirmada por observações, o estudo desses objetos ajudará a restaurar a história da atividade de Sagitário A * por muitos milhões de anos no passado.
O artigo científico foi publicado na revista de pré-impressão arXiv.org.
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