Os buracos negros são alguns dos fenômenos mais interessantes do universo. Se você quer saber o que é, então leia este post: O que é um buraco negro? E agora estamos aprendendo algo novo e interessante sobre buracos negros e as leis do universo.
Os buracos negros no centro das galáxias também são conhecidos como buracos negros supermassivos. Os buracos negros se formam quando uma estrela com massa de pelo menos 5 vezes a massa do Sol fica sem combustível e, devido ao colapso gravitacional, cai dentro de si mesma, formando um buraco negro. Buracos negros supermassivos podem conter centenas de milhões de massas estelares, como o nosso sol.
Os astrônomos agora estão bastante confiantes de que esses buracos negros supermassivos estão no centro de quase todas as galáxias do universo. Além disso, a massa desses buracos negros está de alguma forma relacionada à massa do resto da galáxia. Eles são formados em contato próximo um com o outro.
Um grupo de cientistas dos Estados Unidos, Alemanha e Espanha descobriu que buracos negros supermassivos impedem a formação de estrelas, que ocorre em grandes galáxias.
Em galáxias jovens, novas estrelas aparecem muito rapidamente, mas assim que a galáxia está completamente formada, esse processo para. Isso é influenciado pelo buraco negro supermassivo, que está no centro de todas as grandes galáxias e que é milhões de vezes maior que o sol. Tem efeitos gravitacionais nas estrelas da galáxia e às vezes amplifica a radiação do núcleo ativo da galáxia. Os cientistas acreditam que essa energia desativa a formação de estrelas, aquecendo e dissipando o gás que se transformaria em uma estrela assim que esfriasse.
Os autores estudaram galáxias massivas onde a massa do buraco negro central já foi medida. Para entender como essas galáxias evoluíram, os cientistas analisaram seu espectro de emissão usando o telescópio Hobby-Eberley. Ao comparar os resultados, os autores viram que os processos de formação de galáxias com buracos negros centrais de diferentes massas são muito diferentes. Os astrônomos descobriram que essas diferenças estavam relacionadas apenas à massa do buraco negro, e não ao tamanho da galáxia ou sua morfologia.
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“Em galáxias de mesma massa, mas com massas diferentes de seus buracos negros centrais, o processo de formação de estrelas terminou mais cedo onde os buracos negros eram mais massivos, e vice-versa. Isso significa que o aparecimento de estrelas em galáxias com uma massa menor de buracos negros centrais demorou mais,”- disse Ignazio Martin-Navarro, Ph. D. em física e matemática, na Universidade da Califórnia em Santa Cruz.
Os autores observam que anteriormente não era possível obter tais resultados, pois o tempo de curso de todos os processos é muito diferente: as estrelas podem se formar ao longo de centenas de milhões de anos, enquanto a liberação de energia do núcleo galáctico ativo pode ocorrer em um tempo menor. Esses núcleos diferem uns dos outros e suas características dependem de muitos fatores: o tamanho do buraco negro, o nível de acreção do material que cai no buraco negro e muitos outros.
Buracos negros sem estrelas
Buracos negros supermassivos são encontrados no centro de muitas galáxias. Com a ajuda dos processos que ocorrem próximo a eles: a formação de um disco de acreção a partir da matéria atraída e os jatos relativísticos dos jatos de plasma, pode-se explicar, por exemplo, a radiação mais poderosa dos quasares. Na última década, foram descobertos buracos negros supermassivos, muitos dos quais são bilhões de vezes mais massivos que o Sol, com grandes redshifts Doppler. Isso significa que eles existiram em nosso Universo apenas 800 milhões de anos após o Big Bang.
No entanto, a astrofísica moderna acredita que os buracos negros surgem como resultado da evolução das estrelas, quando no último estágio o remanescente de uma estrela massiva, que perdeu seu combustível termonuclear, se contrai, colapsa em um pequeno corpo com gravidade monstruosa. Então eles podem crescer, absorvendo a matéria circundante. A presença de buracos negros tão jovens e muito massivos lança dúvidas sobre tal cenário de formação, porque então ainda não havia estrelas suficientes que haviam passado por todo o caminho evolutivo.
Astrofísicos da Western University of Canada desenvolveram uma teoria da formação de buracos negros supermassivos no início do Universo como resultado do colapso direto da matéria sem a formação de estrelas. Eles escreveram sobre isso no Astrophysical Journal Letters.
Em sua opinião, no início do Universo houve um curto período de tempo em que buracos negros supermassivos podiam se formar e crescer rapidamente sem a formação preliminar de uma estrela, simplesmente puxando o plasma circundante para o coágulo primário - o "germe". Então, em algum ponto, as condições alteradas interromperam esse processo. Nesse caso, os buracos negros são formados muito rapidamente em um intervalo de tempo extremamente curto. Este cenário de "colapso direto" resulta em massas iniciais de buracos negros muito maiores do que o cenário estelar remanescente padrão.
Tal cenário para a formação de buracos negros supermassivos torna possível explicar sua existência e enormes massas já em um estágio muito inicial na evolução de nosso Universo.
