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Buracos negros podem ter freado formação estelar

Buracos negros podem ter freado formação estelar
Estas galáxias distantes são conhecidas como galáxias submilimétricas. São muito brilhantes no Universo distante, onde ocorre intensa formação estelar. [Imagem: ESO/APEX(MPIfR/ESO/OSO)/A. Weiss et al./NASA Spitzer Science Center]

Parada brusca

Astrônomos descobriram a melhor relação encontrada até hoje entre os mais intensos episódios de formação estelar no Universo primordial e as galáxias de maior massa que se observam atualmente.

As galáxias, em pleno crescimento devido a fortes episódios de formação estelar no Universo primitivo, viram o nascimento de novas estrelas parar abruptamente, deixando-as como galáxias de elevada massa - mas passivas - com estrelas envelhecendo até o Universo atual.

Os astrônomos acreditam ter encontrado o provável culpado desta súbita parada na formação estelar: o surgimento de buracos negros supermassivos.

A equipe combinou observações da câmera LABOCA, instalada no telescópio APEX (Atacama Pathfinder Experiment), com medições feitas com o Very Large Telescope do ESO, do Telescópio Espacial e outros, para observar como é que galáxias brilhantes e muito distantes se juntam para formar grupos e aglomerados.

Quanto mais compacto é o grupo ou aglomerado de galáxias, mais massa têm os seus halos de matéria escura - o material invisível que compõe a maior parte da massa da galáxia.

Os novos resultados obtidos são as medições mais precisas já feitas sobre o modo de formação de aglomerados para este tipo de galáxias.

Transformação galáctica

As galáxias estão tão distantes que a sua luz demorou cerca de dez bilhões de anos para chegar até nós, por isso as estamos vendo tal como eram há cerca de dez bilhões de anos atrás.

Estas galáxias distantes são conhecidas como galáxias submilimétricas. São muito brilhantes no Universo distante, onde ocorre intensa formação estelar. Devido a estas distâncias extremas, a sua radiação infravermelha emitida por grãos de poeira aquecidos por radiação estelar é desviada para maiores comprimentos de onda, o que faz com que as galáxias com muita poeira sejam mais facilmente observadas nos comprimentos de onda menores do que um milímetro.

Nestas fotografias do Universo primordial as galáxias estão sujeitas ao tipo de formação estelar mais intensa que se conhece, a chamada formação estelar explosiva.

Ao medir as massas dos halos de matéria escura em torno das galáxias, e utilizando simulações de computador para estudar como é que estes halos crescem com o tempo, os astrônomos descobriram que estas galáxias distantes com formação explosiva de estrelas no cosmos primitivo transformam-se eventualmente em galáxias elípticas gigantes - as galáxias de maior massa existentes no Universo atual.

"Esta é a primeira vez que conseguimos mostrar de maneira clara a relação que existe entre as galáxias mais energéticas que apresentam formação estelar explosiva no Universo primordial e as galáxias de maior massa presentes no Universo atual," explica Ryan Hickox, cientista que lidera a equipe.

Tempo cosmológico

Adicionalmente, as novas observações indicam que a formação estelar explosiva nestas galáxias distantes durou meros 100 milhões de anos - um tempo muito curto em termos cosmológicos.

No entanto, durante este breve período, a quantidade de estrelas nas galáxias duplicou.

A parada abrupta deste crescimento tão rápido corresponde a outro episódio na história das galáxias, o qual não se compreende ainda muito bem.

"Sabemos que as galáxias elípticas de elevada massa pararam de produzir estrelas de modo súbito há muito tempo atrás, encontrando-se agora bastante passivas. Os cientistas tentam imaginar o que poderia ser suficientemente poderoso para conseguir desligar a formação estelar explosiva de uma galáxia inteira," diz Julie Wardlow, também membro da equipe.

Comida de buraco negro

Os resultados apontam para uma possível explicação: nessa fase da história do cosmos, as galáxias com formação estelar explosiva aglomeraram-se de modo muito semelhante aos quasares, o que indica que estes últimos são encontrados nos mesmos halos de matéria escura.

Os quasares estão entre os objetos mais energéticos do Universo - faróis galácticos que emitem intensa radiação, alimentados por um buraco negro supermassivo situado nos seus centros.

Existem cada vez mais indícios sugerindo que a formação estelar explosiva intensa alimenta também o quasar, com enormes quantidades de matéria sendo sugadas pelo buraco negro.

O quasar, por sua vez, emite enormes quantidades de energia que se acredita capaz de limpar o gás restante da galáxia - a matéria-prima necessária à formação de novas estrelas - travando assim de maneira eficaz a fase de formação estelar.

"Em poucas palavras, a intensa formação estelar dos dias de glória das galáxias acabou porque alimentar os buracos negros nos seus centros acabou sendo sua perdição, os quais rapidamente limpam ou destroem as nuvens de formação estelar," explica David Alexander, outro membro da equipe.





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