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Descobertas galáxias presas em teia de buraco negro supermassivo

Concepção artística mostra o buraco negro central e as galáxias presas na sua teia de gás

Com o auxílio do Very Large Telescope (VLT), do Observatório Europeu do Sul (ESO), astrônomos descobriram seis galáxias perto de um buraco negro supermassivo quando o Universo tinha menos de um bilhão de anos de idade: esta é a primeira vez que um tal grupo é observado tão cedo depois do Big Bang, o que ajuda os cientistas a compreender melhor como é que os buracos negros supermassivos, um dos quais existe no centro da nossa Via Láctea - Sagitário A* -, se formaram e se tornaram tão grandes tão depressa. As novas observações apoiam a teoria de que buracos negros podem crescer rapidamente dentro de enormes estruturas em forma de teias, alimentando-se das enormes quantidades de gás aí existentes, como explica Marco Mignoli, astrônomo no Instituto Nacional de Astrofísica (Inaf) em Bolonha, Itália, e autor principal da pesquisa publicada esta semana revista Astronomy & Astrophysics Letters.

Realizamos este trabalho com o objetivo de compreendermos melhor uns dos objetos astronômicos mais desafiantes: os buracos negros supermassivos do Universo primordial. Estes buracos negros são sistemas bastante extremos e até agora não dispomos de nenhuma explicação convincente para a sua existência

As novas observações obtidas com o VLT revelam várias galáxias em torno de um buraco negro supermassivo, todas elas situadas na teia de aranha cósmica de gás que se estende a mais de 300 vezes o tamanho da Via Láctea. "Os filamentos da teia cósmica são como os fios de uma teia de aranha. As galáxias permanecem e crescem onde os filamentos se cruzam e correntes de gás - disponíveis para alimentar tanto as galáxias como o buraco negro central supermassivo - podem fluir ao longo dos filamentos", completa Mignoli.

A radiação emitida pela estrutura, com seu buraco negro de um bilhão de massas solares, viajou até nós desde uma época em que o Universo tinha apenas 0,9 bilhão de anos, como explica o co-autor do trabalho Roberto Gilli, também astrônomo no Inaf.

O nosso trabalho colocou uma peça importante no quebra-cabeça ainda muito incompleto que é a formação e o crescimento destes objetos, tão extremos mas relativamente abundantes, tão rapidamente depois do Big Bang

Os primeiros buracos negros - que se acredita terem se formado a partir do colapso das primeiras estrelas - devem ter crescido muito depressa para atingirem massas de um bilhão de massas solares apenas nos primeiros 0,9 bilhão de anos da vida do Universo. Os astrônomos têm se esforçado para explicar como quantidades suficientemente grandes de 'combustível de buraco negro' poderiam estar disponíveis para permitir que esses objetos crescessem até tamanhos enormes em tão pouco tempo. A estrutura recém-descoberta oferece uma explicação provável: a teia de aranha e as galáxias no seu interior contêm gás suficiente para fornecer o combustível de que o buraco negro central precisa para se tornar rapidamente um gigante supermassivo.

Mas como é que estas enormes estruturas em forma de teia se formam inicialmente? Os astrônomos acreditam que os halos gigantes da misteriosa matéria escura sejam a chave. Acredita-se que estas enormes regiões de matéria invisível atraiam enormes quantidades de gás no Universo primitivo; juntos, o gás e a matéria escura invisível, formam estas estruturas do tipo de teias, onde galáxias e buracos negros podem evoluir, como explica Colin Norman, da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, EUA, também co-autor do estudo.

A nossa descoberta apoia a ideia de que os buracos negros mais distantes e massivos se formam e crescem dentro destes halos massivos de matéria escura em estruturas de larga escala e que a ausência de detecções anteriores de tais estruturas se deveu muito provavelmente a limitações observacionais

As galáxias, agora detectadas, são algumas das mais fracas que os atuais telescópios conseguem observar: esta descoberta exigiu observações durante várias horas com os maiores telescópios ópticos disponíveis, incluindo o VLT. Com o auxílio de instrumentos montados no Observatório do Paranal, instalado no deserto chileno do Atacama, a equipe confirmou a ligação entre quatro das seis galáxias e o buraco negro. "Acreditamos ter visto apenas a ponta do iceberg e pensamos que as poucas galáxias que descobrimos até agora em torno deste buraco negro supermassivo sejam apenas as mais brilhantes", finaliza Barbara Balmaverde, astrônoma do Inaf e co-autora do estudo.

Com informações do ESO / Foto: ESO/L. Calçada (concepção artística)

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