Os buracos negros têm uma má reputação na cultura popular por “engolir tudo” em seus ambientes. Na realidade, estrelas, gás e poeira pode orbitam buracos negros por longos períodos de tempo, até que uma grande perturbação empurra o material para dentro.
Esta ilustração compara o crescimento de buracos negros supermassivos em dois tipos diferentes de galáxias. Um buraco negro supermassivo crescente em uma galáxia normal teria uma estrutura em forma de rosca com gás e poeira à sua volta (à esquerda). Em uma galáxia de fusão (AGN), uma esfera de material obscurece o buraco negro (direita). Crédito: Observatório Astronômico Nacional do Japão
A fusão de duas galáxias é uma dessas perturbações. A medida que as galáxias se combinam e seus buracos negros centrais se aproximam, o gás e a poeira na vizinhança são empurrados para seus respectivos buracos negros. Uma enorme quantidade de radiação de alta energia é liberada a medida que o material espirala rapidamente em direção ao buraco negro faminto, o que se torna o que os astrônomos chamam de um núcleo galáctico ativo (AGN).
Um estudo usando o telescópio NUSTAR da NASA mostra que nos últimos estágios de fusões de galáxias, tanto o gás quanto a poeira caem em direção a um buraco negro na qual o AGN está envolto. O efeito combinado da gravidade das duas galáxias retardam as velocidades de rotação do gás e poeira que de outro modo estariam orbitando livremente. Esta perda de energia faz com que o material caia para o buraco negro.
“Quanto mais longa a fusão é, mais envolto o AGN vai ser”, disse Claudio Ricci, principal autor do estudo publicado no Monthly Notices Royal Astronomical Society. “Galáxias que estão em estágios finais do processo de fusão estão completamente cobertas de um casulo de gás e pó.”
Ricci e colegas observaram a emissão de raios-X de alta energia de penetrando em 52 galáxias. Cerca de metade delas estavam nas fases posteriores da fusão. Como o NUSTAR é muito sensível para detectar os raios X de maior energia, era crítico estabelecer quanto de luz escapou da esfera de gás e poeira que estava cobrindo a AGN.
Os pesquisadores compararam observações das galáxias com dados do Swift da NASA e do Chandra e dos observatórios XMM-Newton da ESA, que se parecem com menores componentes de energia do espectro de raios-X. Se os raios X de alta energia forem detectados a partir de uma galáxia, mas os raios X de baixa energia não forem, isso será um sinal de que um AGN é fortemente obscurecido.
O estudo ajuda a confirmar a ideia de longa data que buraco negro de um AGN faz a maior parte de sua refeição nos estágios finais de uma fusão.
“Um buraco negro supermassivo cresce rapidamente durante estas fusões”, disse Ricci. “Os resultados aumentam ainda mais a nossa compreensão das origens misteriosas da relação entre um buraco negro e sua galáxia hospedeira.”
Explorar mais: sondas NUSTAR intrigantes galáxia fusão Mais informações: C. Ricci et ai. Crescimento de buracos negros supermassivos em estágios finais de fusões de galáxias são fortemente obscurecidos, Monthly Notices da Royal Astronomical Society (2017). DOI: 10.1093 / mnras / stx173 Jornal de referência: Monthly Notices da Royal Astronomical Society