Relação estreita entre buracos negros galácticos e as galáxias anfitriãs

2003-09-03

Ilustração de um buraco negro de massa muito elevada no centro de uma galáxia. Crédito: NASA.
A partir de um estudo de mais de 120 000 galáxias
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
próximas, baseado em observações do Sloan Digital Sky Survey
Sloan Digital Sky Survey (SDSS)
O levantamento do céu SDSS é um projecto que tem por objectivo mapear detalhadamente um quarto de todo o céu, determinando posições e magnitudes absolutas de 100 milhões de objectos celestes, e determinando ainda a distância a mais de 1 milhão de galáxias e quasares. Os telescópios que participam neste projecto estão situados no Observatório de Apache Point (EUA). O SDSS é um projecto conjunto de instituições norte-americanas, alemãs e japonesas.
(SDSS), uma equipa de astrónomos da Alemanha e Estados Unidos mostrou que o crescimento de buracos negros
buraco negro
Um buraco negro é um objecto cuja gravidade é tão forte que a sua velocidade de escape é superior à velocidade da luz. Em Astronomia, distinguem-se dois tipos de buraco negro: os buracos negros estelares, que resultam da morte de uma estrela de massa elevada, e os buracos negros galácticos, que existem no centro das galáxias activas.
de massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
extremamente elevada nos centros das galáxias está intimamente ligado aos episódios ou surtos formação de novas estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
nessas galáxias. Esta descoberta, recentemente anunciada, foi submetida para publicação na revista britânica da especialidade Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

O SDSS tem por objectivo mapear em detalhe um quarto de todo o céu, determinando posições e magnitudes absolutas
magnitude absoluta
Magnitude absoluta é a magnitude aparente que um astro teria se observado à distância de 10 pc.
de 100 milhões de objectos celestes, e determinando ainda a distância a mais de 1 milhão de galáxias e quasares
quasar
Os quasares são objectos extragalácticos extremamente brilhantes e compactos. Hoje acredita-se que são o centro de galáxias muito energéticas ainda num estado inicial da sua evolução (são, pois, núcleos galácticos activos - NGAs) e a sua energia provém de um buraco negro de massa muito elevada. Os seus desvios para o vermelho indicam que se encontram a distâncias cosmológicas. O seu nome, quasar, vem do inglês quasi-stellar object, ou seja, objecto quase estelar, devido à semelhança da sua imagem em placas fotográficas com a imagem de uma estrela.
. Os telescópios que participam neste projecto estão situados no Observatório de Apache Point (EUA).

Uma das descobertas mais notáveis dos últimos anos foi a demonstração de que toda e qualquer grande galáxia possui um buraco negro com uma massa de muitos milhões de Sóis, e que a massa deste objecto central está estreitamente relacionada com as propriedades da galáxia anfitriã. Isto implica que a formação dos buracos negros no centro das galáxias esteja relacionado com a própria formação da galáxia. Contudo, a natureza desta relação permanece obscura. Por exemplo, será que o buraco negro controla a evolução e crescimento da galáxia anfitriã, ou pelo contrário, é a galáxia que determina a evolução deste?

À medida que os buracos negros crescem, gigantescas quantidades de energia são libertadas. Em muitos casos, como nos quasares, o brilho
brilho
O brilho de um astro refere-se à quantidade de luz que dele provém, ou seja, a quantidade de energia por ele emitida por unidade de área por unidade de tempo. Dado que o brilho observado, ou medido, depende da distância ao objecto, distingue-se o brilho aparente (quando medido a uma determinada distância), do brilho intrínseco (conceptualmente medido na supefície do próprio astro).
dos objectos centrais ultrapassa em muito o brilho da própria galáxia. A principal época de actividade dos quasares (e talvez do crescimento dos buracos negros galácticos) ocorreu quando o Universo tinha entre um terço e um décimo da idade que tem hoje, 14 mil milhões de anos.

Julga-se que, nessa mesma época, as grandes galáxias se formaram pelo colapso e aglutinação de galáxias mais pequenas. Contudo, o crescimento e evolução dos buracos negros galácticos, tal como a formação de estrelas nessas regiões centrais, pode ainda hoje ser observada no caso das galáxias próximas.

Esta equipa de cientistas veio agora mostrar que em mais de 120 mil galáxias estudadas, cerca de 20 mil apresentam espectros que indicam a presença de um buraco negro actualmente em crescimento. A taxa de crescimento foi inferida a partir da intensidade das riscas de emissão
risca de emissão
Uma risca de emissão é uma risca brilhante num espectro de luz. Corresponde à emissão de radiação num determinado comprimento de onda devido à transição de um electrão de um nível energético mais elevado para um nível energético mais baixo de um átomo ou molécula. As riscas de emissão, tal como as de absorção, contêm informação sobre a composição química e as condições físicas do material que as produzem.
, existentes nos espectros obtidos, que se sabe serem características de material em queda para o buraco negro.

Estes buracos negros em crescimento existem, quase exclusivamente, em galáxias com massa superior à da Via Láctea
Via Láctea
A Via Láctea é a galáxia de que faz parte o nosso Sistema Solar. Trata-se de uma galáxia espiral gigante, com um diâmetro de cerca de 160 mil anos-luz e uma massa da ordem de 100 mil milhões de vezes a massa do Sol.
. As grandes galáxias nas quais não parece ocorrer um buraco negro central em crescimento possuem a estrutura e conteúdo estelar das galáxias elípticas (galáxias envelhecidas nas quais deixou de haver formação de novas estrelas). Por outro lado, as galáxias com um buraco negro em forte crescimento possuem todas estrutura e massa comparáveis, mas parecem mostrar indícios de ocorrências significativas e recentes de formação de estrelas.

Os astrónomos concluíram então que nos últimos 100 milhões de anos, à medida que aumentou a taxa de crescimento dos buracos negros galácticos, aumentou também a actividade de formação de estrelas. Provavelmente, isto significa que o material que cai para o buraco negro central provém do mesmo reservatório de gás e poeira a partir do qual se formam as novas estrelas nas regiões centrais das galáxias anfitriãs.

Fonte da notícia: http://www.sdss.org/news/releases/20030715.blackhole.html