Durante décadas, os astrofísicos ficaram intrigados com a relação entre os buracos negros supermassivos (SMBHs) e suas respectivas galáxias. Desde a década de 1970, tem sido entendido que a maioria das galáxias massivas tem uma SMBH no centro e que elas são cercadas por toros rotativos de gás e poeira. A presença desses buracos negros e toros é o que faz com que galáxias massivas tenham um Núcleo Galáctico Ativo (AGN).
No entanto, um estudo recente realizado por uma equipe internacional de pesquisadores revelou uma conclusão surpreendente ao estudar esse relacionamento. Usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) para observar uma galáxia ativa com um forte fluxo de gás ionizado do centro galáctico, a equipe obteve resultados que podem indicar que não há relação entre uma SMBH e sua galáxia hospedeira.
O estudo, intitulado "Nenhum sinal de forte vazão de gás molecular em uma galáxia com infravermelho brilhante e obscurecido por poeira com forte vazão de gás ionizado", apareceu recentemente no Astrophysical Journal. O estudo foi liderado por Yoshiki Toba, do Instituto de Astronomia e Astrofísica da Academia Sinica, em Taiwan, e incluiu membros da Universidade de Ehime, Universidade de Kogakuin e Observatório Astronômico Nacional do Japão, Universidade de Pós-Graduação em Estudos Avançados (SOKENDAI) e Universidade Johns Hopkins. .
A questão de como as SMBHs afetaram a evolução galáctica continua sendo uma das maiores questões não resolvidas da astronomia moderna. Entre os astrofísicos, é quase uma conclusão que as SMBHs têm um impacto significativo na formação e evolução de galáxias. De acordo com essa noção aceita, as SMBHs influenciam significativamente o gás molecular nas galáxias, o que tem um efeito profundo na formação de estrelas.
Basicamente, essa teoria sustenta que galáxias maiores acumulam mais gás, resultando em mais estrelas e em um buraco negro central mais massivo. Ao mesmo tempo, existe um mecanismo de feedback, no qual os buracos negros em crescimento acumulam mais matéria sobre si mesmos. Isso resulta no envio de uma quantidade tremenda de energia na forma de radiação e jatos de partículas, que se acredita reduzir a formação de estrelas nas proximidades.
No entanto, ao observar uma galáxia obscura por poeira (DOG) brilhante por infravermelho (IR) - WISE1029 + 0501 - Yoshiki e seus colegas obtiveram resultados que contradiziam essa noção. Após realizar uma análise detalhada usando o ALMA, a equipe descobriu que não havia sinais de vazão significativa de gás molecular vindo do WISE1029 + 0501. Eles também descobriram que a atividade de formação de estrelas na galáxia não era mais intensa ou suprimida.
Isso indica que um forte fluxo de gás ionizado proveniente do SMBH no WISE1029 + 0501 não afetou significativamente o gás molecular circundante ou a formação de estrelas. Como o Dr. Yoshiki Toba explicou, este resultado:
“[H] tornou a co-evolução de galáxias e buracos negros supermassivos mais intrigantes. O próximo passo é analisar mais dados desse tipo de galáxias. Isso é crucial para entender o quadro completo da formação e evolução de galáxias e buracos negros supermassivos ”.
Isso não apenas se opõe à sabedoria convencional, mas também à de estudos recentes que mostraram uma correlação estreita entre a massa dos buracos negros centrais e os das galáxias hospedeiras. Essa correlação sugere que os buracos negros supermassivos e suas galáxias hospedeiras evoluíram juntos ao longo dos últimos 13,8 bilhões de anos e interagiram estreitamente à medida que cresceram.
A este respeito, este último estudo apenas aprofundou o mistério da relação entre SMBHs e suas galáxias. Como Tohru Nagao, professor da Universidade Ehime e co-autor do estudo, indicou:
“Os astrônomos não entendem a relação real entre a atividade de buracos negros supermassivos e a formação de estrelas nas galáxias. Portanto, muitos astrônomos, inclusive nós, estão ansiosos para observar a cena real da interação entre o fluxo nuclear e as atividades de formação de estrelas, por revelar o mistério da co-evolução. ”
A equipe selecionou o WISE1029 + 0501 para o estudo, porque os astrônomos acreditam que os DOGs abrigam SMBHs em crescimento ativo em seus núcleos. Em particular, o WISE1029 + 0501 é um exemplo extremo de galáxias em que o gás de saída está sendo ionizado pela intensa radiação de sua SMBH. Como tal, os pesquisadores foram altamente motivados para ver o que acontece com o gás molecular desta galáxia.
O estudo foi possível graças à sensibilidade do ALMA, que é excelente quando se trata de investigar as propriedades do gás molecular e da atividade de formação de estrelas nas galáxias. De fato, vários estudos foram realizados nos últimos anos, com base no ALMA para investigar as propriedades dos gases e SMBHs de galáxias distantes.
E enquanto os resultados deste estudo contradizem teorias amplamente difundidas sobre a evolução galáctica, Yoshiki e seus colegas estão entusiasmados com o que esse estudo poderia revelar. No final, pode ser que a radiação de uma SMBH nem sempre afete o gás molecular e a formação de estrelas de sua galáxia hospedeira.
"Entender essa co-evolução é crucial para a astronomia", disse Yoshiki. "Ao coletar dados estatísticos desse tipo de galáxias e continuar com mais observações de acompanhamento usando o ALMA, esperamos revelar a verdade."
