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Buracos negros expelem muito mais matéria do que engolem

Publicado em 02 setembro 2020

Pesquisadores brasileiros propõem uma visão inovadora do assunto que ajuda também a explicar a formação de galáxias

Oestudo foi publicado por May e colaboradores no periódico “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”. Recebeu apoio da Fapesp por meio das bolsas de doutorado e pós-doutorado concedidas ao pesquisador. João Steiner, professor titular do IAG-USP, que também assina o artigo, foi o orientador do doutoramento e é o supervisor do pós-doutoramento de May.

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O padrão foi identificado pelo pesquisador a partir do estudo de duas galáxias de núcleos ativos: a NGC 1068, investigada por ele em 2017, e a NGC 4151, investigada em 2020. A sigla NGC refere-se ao New General Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars (Novo Catálogo Geral de Nebulosas e Aglomerados de Estrelas), estabelecido no final do século 19.

Padrão identificado“Usando uma metodologia de tratamento de imagem muito meticulosa, identificamos o mesmo padrão em duas galáxias bastante diferentes. Hoje em dia, a maioria dos astrônomos está interessada em estudar amostras muito grandes de dados. Nosso trabalho seguiu o caminho oposto. Investigamos de forma quase artesanal as características individuais desses dois objetos”, relata May.

“Nosso estudo sugere que, inicialmente, uma nuvem de gás molecular na região central da galáxia colapse e ative o seu núcleo, formando o disco de acreção. Os fótons emitidos pelo disco, que alcança um patamar de temperatura da ordem do milhão de graus, empurram a maior parte do gás para fora e para longe, enquanto uma parte menor é incorporada pelo próprio disco e, eventualmente, imerge no buraco negro. À medida que essa nuvem vai sendo soprada pelo disco, formam-se as duas fases distintas: a ionizada, devido à exposição ao disco; e a molecular, que fica à sombra da sua radiação. O que descobrimos foi que a parte molecular está totalmente vinculada à parte ionizada que compõe o

outflow. Conseguimos relacionar as duas fases do gás, que antes eram concebidas como desconexas, e encaixar suas morfologias em um único cenário”, resume o pesquisador.Emissão real do gás molecular (H2; em cinza) e de ferro (Fe II – uma vez ionizado; em azul e vermelho). Crédito: Divulgação/Daniel May

Bolha visualizadaMay explica que o gás ionizado surge da fragmentação desse gás molecular. Enquanto se fragmenta, este vai sendo empurrado para fora, formando uma bolha quente em expansão, que atinge raios da ordem de 300 anos-luz. Para efeito de comparação, vale lembrar que esse raio é quase 70 vezes maior do que a distância da Terra a Proxima Centauri, a estrela que está mais perto do Sistema Solar.

“Quando observamos a região central dessas duas galáxias, enxergamos essa enorme bolha de perfil, delineada por suas paredes de moléculas. Vemos essas paredes se fragmentando e o gás ionizado sendo empurrado para fora. O disco de acreção aparece como um ponto extremamente brilhante. Mas toda a informação que nos chega dele cai dentro de um pixel, de modo que não temos resolução suficiente para diferenciar suas possíveis partes. O buraco negro é conhecido apenas por meio de seus efeitos”, explica o pesquisador.

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May ressalta que, no universo antigo, havia muito mais gás disponível, de modo que o efeito de um processo como o descrito por ele era bem mais intenso. O que o pesquisador observou em galáxias relativamente próximas, como a NGC 1068 e a NGC 4151, é uma forma branda do que ocorreu em galáxias muito distantes, cujos núcleos ativos no passado remoto são detectados hoje na forma de quasares.

Estadão - Vem pensar com a gente

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