Duas equipas de astrónomos, lideradas por investigadores da Universidade de Cambridge, lançaram um olhar para trás no tempo, recuando aproximadamente 13 mil milhões de anos até à época em que o Universo tinha menos de 10% da sua idade actual, para determinarem de que forma os quasares - objectos extremamente luminosos alimentados por buracos negros gigantescos com massas de um milhar de milhões de sóis - regulam a formação de estrelas e a construção das galáxias de maior massa.

Usando uma combinação de dados recolhidos a partir de poderosos telescópios de rádio e também simulações realizadas em supercomputadores, as equipas descobriram que um quasar cospe gás frio a velocidades que podem chegar aos 2000 km/s e a distâncias de aproximadamente 200 mil anos-luz - muito superiores às que já tinham sido observadas.

O modo como este gás frio - matéria-prima para a formação de estrelas nas galáxias – pode ser acelerado até velocidades tão elevadas permanecia, até agora, um mistério. Mas comparações detalhadas das novas observações e simulações em supercomputadores levaram a que os investigadores entendessem finalmente o processo: o gás é primeiro aquecido a temperaturas de dezenas de milhões de graus pela energia libertada pelo buraco negro de grande massa que alimenta o quasar. Este enorme aumento de pressão acelera o gás quente e empurra-o para a periferia da galáxia.

As simulações em supercomputadores mostram que, no trajecto de saída da galáxia, há tempo suficiente para uma parte do gás quente arrefecer até temperaturas relativamente baixas que permitem a sua observação através de telescópios de rádio.

Os resultados desta pesquisa deram origem a dois artigos diferentes, publicados a 16 de Janeiro nas revistas Monthly Notices da Royal Astronomical Society e Astronomy & Astrophysics.

Os quasares estão entre os objectos mais luminosos do Universo, e os mais distantes estão tão longe que nos permitem recuar milhares de milhões de anos no tempo. São alimentados por buracos negros de enorme massa no centro de galáxias, cercados por uma região em forma de disco contendo gás que gira rapidamente. À medida que o buraco negro arrebata a matéria que se encontra na sua vizinhança, são libertadas enormes quantidades de energia.

"É a primeira vez que observamos o gás frio que se escoa a mover-se a estas velocidades enormes e a distâncias tão grandes do buraco negro de grande massa", disse Claudia Cicone, estudante de doutoramento do Laboratório Cavendish de Cambridge e do Instituto Kavli de Cosmologia, principal autora do primeiro dos dois artigos. "É muito difícil vermos matéria a temperaturas tão baixas a mover-se tão depressa."

As observações de Cicone permitiram à segunda equipa de investigadores, especializada em simulações em supercomputadores, desenvolver um modelo teórico detalhado do gás escoado em torno de um quasar brilhante.

"Descobrimos que, enquanto o gás vai sendo cuspido pelo quasar a temperaturas muito elevadas, há tempo suficiente para uma parte arrefecer por radiação – um arrefecimento semelhante ao da Terra numa noite sem nuvens", disse Tiago Costa, estudante de doutoramento do Instituto de Astronomia e do Instituto Kavli de Cosmologia, principal autor do segundo artigo publicado. "O mais surpreendente é as condições nesta galáxia distante do Universo jovem serem exactamente as certas para que uma parte suficiente do gás quente em movimento rápido arrefeça até às baixas temperaturas descobertas pela Claudia e pela sua equipa."

Trabalhando no interferómetro IRAM Plateau De Bure, nos Alpes franceses, os investigadores reuniram dados na banda milimétrica, que permite a observação da emissão do gás frio, o principal combustível para a formação de estrelas e o principal componente das galáxias, e que é quase invisível em outros comprimentos de onda.

A investigação foi apoiada pelo STFC (Science and Technology Facilities Council) do Reino Unido, pelo Isaac Newton Trust e pelo Conselho Europeu de Investigação (ERC). As simulações computacionais foram executadas com o supercomputador DARWIN Cluster, operado pelo High Performance Computing Service da Universidade de Cambridge.

Fonte da notícia: http://www.cam.ac.uk/research/news/galactic-hailstorm-in-the-early-universe