De um comunicado de imprensa da NASA:
Um novo estudo do Observatório de Raios-X Chandra da NASA diz aos cientistas quantas vezes os maiores buracos negros estão ativos nos últimos bilhões de anos. Esta descoberta esclarece como os buracos negros supermassivos crescem e pode ter implicações em como o buraco negro gigante no centro da Via Láctea se comportará no futuro.
Pensa-se que a maioria das galáxias, incluindo a nossa, contém buracos negros supermassivos em seus centros, com massas variando de milhões a bilhões de vezes a massa do Sol. Por razões ainda não totalmente compreendidas, os astrônomos descobriram que esses buracos negros exibem uma ampla variedade de níveis de atividade: de adormecidos a apenas letárgicos e praticamente hiperativos.
Os buracos negros supermassivos mais animados produzem o que é chamado de "núcleos galácticos ativos", ou AGN, puxando grandes quantidades de gás. Este gás é aquecido à medida que cai e brilha intensamente na luz de raios-X.
"Descobrimos que apenas um por cento das galáxias com massas semelhantes à Via Láctea contêm buracos negros supermassivos em sua fase mais ativa", disse Daryl Haggard, da Universidade de Washington em Seattle, WA, e Northwestern University em Evanston, IL. , que liderou o estudo. "Tentar descobrir quantos desses buracos negros estão ativos a qualquer momento é importante para entender como os buracos negros crescem dentro das galáxias e como esse crescimento é afetado pelo ambiente."
Este estudo envolve uma pesquisa chamada Chandra Multiwavelength Project, ou ChaMP, que cobre 30 graus quadrados no céu, a maior área do céu de qualquer pesquisa Chandra até o momento. Combinando imagens de raios X de Chandra com imagens ópticas do Sloan Digital Sky Survey, foram analisadas cerca de 100.000 galáxias. Desses, cerca de 1.600 eram radiografados, sinalizando possível atividade da AGN.
Apenas galáxias a 1,6 bilhão de anos-luz da Terra poderiam ser significativamente comparadas à Via Láctea, embora galáxias tão distantes quanto 6,3 bilhões de anos-luz também tenham sido estudadas. Galáxias primariamente isoladas ou de "campo" foram incluídas, não galáxias em aglomerados ou grupos.
"Esta é a primeira determinação direta da fração de galáxias de campo no universo local que contém buracos negros supermassivos ativos", disse o co-autor Paul Green, do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, em Cambridge, MA. "Queremos saber com que frequência esses buracos negros gigantes surgem, pois é quando eles passam por um grande surto de crescimento".
Um objetivo principal dos astrônomos é entender como a atividade da AGN afetou o crescimento das galáxias. Uma correlação impressionante entre a massa dos buracos negros gigantes e a massa das regiões centrais da galáxia hospedeira sugere que o crescimento dos buracos negros supermassivos e das galáxias hospedeiras está fortemente ligado. Determinar a fração AGN no universo local é crucial para ajudar a modelar esse crescimento paralelo.
Um resultado deste estudo é que a fração de galáxias contendo AGN depende da massa da galáxia. As galáxias mais maciças têm maior probabilidade de hospedar AGN, enquanto as galáxias com apenas um décimo da massa da Via Láctea têm uma chance dez vezes menor de conter um AGN.
Outro resultado é que uma diminuição gradual na fração AGN é vista com o tempo cósmico desde o Big Bang, confirmando o trabalho realizado por outros. Isso implica que o suprimento de combustível ou o mecanismo de abastecimento dos buracos negros está mudando com o tempo.
O estudo também tem implicações importantes para a compreensão de como as vizinhanças das galáxias afetam o crescimento de seus buracos negros, porque se descobriu que a fração AGN para galáxias de campo é indistinguível daquela das galáxias em aglomerados densos.
"Parece que buracos negros realmente ativos são raros, mas não anti-sociais", disse Haggard. "Isso foi uma surpresa para alguns, mas pode fornecer pistas importantes sobre como o ambiente afeta o crescimento dos buracos negros".
É possível que a fração AGN tenha evoluído com o tempo cósmico nos dois grupos e no campo, mas em taxas diferentes. Se a fração AGN nos aglomerados começou mais alta do que nas galáxias de campo - como alguns resultados sugeriram - mas depois diminuiu mais rapidamente, em algum momento a fração de aglomerados seria quase igual à fração de campo. Isso pode explicar o que está sendo visto no universo local.
A Via Láctea contém um buraco negro supermassivo conhecido como Sagitário A * (Sgr A *, para abreviar). Embora os astrônomos tenham testemunhado alguma atividade do Sgr A * usando o Chandra e outros telescópios ao longo dos anos, ela está em um nível muito baixo. Se a Via Láctea segue as tendências observadas na pesquisa ChaMP, o Sgr A * deve ser cerca de um bilhão de vezes mais brilhante em raios-X durante aproximadamente 1% da vida útil restante do Sol. É provável que essa atividade tenha sido muito mais comum no passado distante.
Se o Sgr A * se tornasse um AGN, não seria uma ameaça à vida aqui na Terra, mas daria um show espetacular nos comprimentos de onda dos raios X e do rádio. No entanto, quaisquer planetas muito mais próximos do centro da galáxia, ou diretamente na linha de fogo, receberiam grandes quantidades de radiação potencialmente prejudiciais.
Estes resultados foram publicados na edição de 10 de novembro do Astrophysical Journal. Outros co-autores do artigo foram Scott Anderson, da Universidade de Washington, Anca Constantin, da Universidade James Madison, Tom Aldcroft e Dong-Woo Kim, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, e Wayne Barkhouse, da Universidade de Dakota do Norte.
