Buracos negros supermassivos podem arremessar gás para fora de galáxias

Jônatas Ribeiro
Imagem: NASA/CXC/M Weiss

Quando pensamos em objetos observados por astrônomos, logo lembramos de estrelas, planetas, nebulosas e galáxias. Podemos nos lembrar também de objetos mais excêntricos, como buracos negros e estrelas de nêutrons. Entretanto, o leitor pode se questionar se faz sentido chamar uma galáxia de objeto. Afinal, elas são formadas por outros corpos, como estrelas, nuvens de gás e poeira, com características e comportamentos próprios.

As galáxias, na verdade, compõem uma área própria de estudo. E, para quem se aventura a trabalhar com astrofísica, até mesmo de especialização. Elas exibem diferentes comportamentos, formas, cores, luminosidades e padrões de distribuição de matéria. Podemos até mesmo classificá-las em diferentes tipos, em um esquema com origem no trabalho do grande astrofísico Edwin Hubble. Para além dos tipos comuns, porém, as galáxias também têm alguns objetos curiosos entre si. É o caso dos núcleos ativos de galáxias. Ou, no inglês, Active Galactic Nuclei (AGNs).

Mais do que simples galáxias

Os AGNs estão presentes nas chamadas galáxias ativas. Eles são identificados pelo seu espectro eletromagnético observado. Isto é, separando a luz da galáxia em várias frequências e observando o que chamamos de linhas espectrais. A prática de espectroscopia é uma das mais importantes em astronomia. Permite, por exemplo, identificar a composição química de corpos celestes. Ou mesmo dar informações sobre suas distâncias e velocidades em relação à Terra. Com as galáxias ativas, por sua vez, se verifica uma luminosidade maior do que a normal em alguma parte do espectro.

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Imagem: CTIO / NOIRLab / DOE / NSF / AURA

Pensa-se que a existência dos AGNs se dá pela presença de buracos negros supermassivos na região central das galáxias ativas. Esses objetos, por sua vez, têm de milhões a bilhões de vezes a massa do Sol. Na verdade, esses objetos extremamente densos são nem exclusivos desse tipo de galáxia. Isso porque as evidências observacionais mostram que quase toda galáxia grande possui um em seu centro. Nas ativas, contudo, há um processo de acresção de matéria em torno do objeto central. Isto é, a matéria espirala para o buraco negro e forma um disco. A partir disso, as forças gravitacionais e de atrito causam aquecimento no gás acretado. E, então, ele emite radiação. Em alguns casos, podem ser emitidos também jatos de matéria em altas velocidades perpendiculares ao disco.

Galáxias ativas são conhecidas desde o século XX, com as primeiras observações dos já mencionados excessos de luminosidade. Alguns tipos se tornaram conhecidos por serem importantes para entendermos a história e as origens do universo. São o caso, por exemplo, dos quasares. Tanto esses, quanto AGNs em geral, são um tema popular hoje entre astrofísicos. E, como mostra uma pesquisa recente, podem nos dar novas informações sobre a evolução das galáxias.

Mandando gás embora

Existe um período na vida de uma galáxia em que boa parte do seu gás é perdido. Isso altera suas características ao longo de sua evolução. Com a galáxia perdendo material para formar novas estrelas, as antigas, ainda azuis, começam a envelhecer e se tornar vermelhas. Ainda, segundo modelos, isso deve acontecer eventualmente para todas as galáxias. Inclui-se aí, aliás a nossa própria. Isto é, a Via Láctea. Um estudo publicado no Astrophysical Journal investiga essa situação através dos AGNs.

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Imagem: DEY ET AL.(2019), LEGACYSURVEY.ORG

A pesquisa, na verdade, teve foco em uma apenas uma galáxia, intitulada MaNGA 1-166919. É uma galáxia ativa. Seu espectro foi observado para a luz em frequências de rádio e nas visíveis para o olho humano. A ideia era obter e comparar informação sobre tanto os jatos de matéria causados pelo núcleo, quanto sobre a galáxia e o seu núcleo. Os astrônomos verificaram que os fluxos de gás para fora da galáxia estão, de fato, relacionados com o AGN. O núcleo produz choques no meio interestelar em seus arredores. Ou seja, nas nuvens de gás e poeira mais próximas. E assim, produz o gás quente e ionizado e as partículas em altas velocidades associadas com os jatos que retiram matéria da galáxia. Ainda também encontraram evidências de que esses mesmos fluxos alteram a formação de estrelas nas regiões em que ocorrem.

Tanto a Via Láctea, quanto sua vizinha, Andrômeda, já têm idade considerável. Estão passando, portanto, pelo processo de envelhecimento e avermelhamento. Essas novas descobertas, portanto, podem nos ajudar também a entender melhor o futuro da nossa própria galáxia.

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