Os buracos negros são famosos por devorarem tudo o que lhes aparece à frente. No entanto, astrónomos recorrendo ao ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) descobriram que mesmo os buracos negros supermassivos podem ser comedores exigentes, o que pode ter um impacto significativo no seu crescimento. Esta descoberta foi feita por uma equipa internacional de astrónomos liderada por Makoto A. Johnstone, candidato a doutoramento na Universidade da Virgínia, EUA. A equipa usou o ALMA para estudar sete fusões galácticas próximas que albergam buracos negros supermassivos separados por apenas alguns milhares de anos-luz.

Quando duas galáxias massivas e ricas em gás se fundem, a gravidade conduz grandes quantidades de gás molecular frio para os centros de ambos os sistemas, onde os buracos negros supermassivos residem. Estas fases breves e turbulentas podem iluminar um ou ambos os buracos negros como núcleos galácticos ativos (NGAs), tornando-os alguns dos objetos mais energéticos do Universo. No entanto, é surpreendente que nem todas as galáxias em fusão alberguem dois buracos negros que se alimentam ativamente; algumas mostram apenas um, enquanto outros parecem não ter qualquer apetite.

Estas observações revelaram um amontoado denso e caótico de nuvens de gás à volta de muitos buracos negros (especialmente os mais massivos), sugerindo que as fusões são altamente eficazes no fornecimento de combustível para crescimento diretamente à sua porta. No entanto, o brilho atual dos buracos negros (uma medida da rapidez com que estão a acretar material) não aumenta com a quantidade de gás disponível. Mesmo com muita comida nas proximidades, a maioria dos buracos negros supermassivos está a mordiscar em vez de se empanturrar, o que sugere que o crescimento dos buracos negros durante as fusões pode ser altamente ineficaz, com uma digestão inconsistente do gás em escalas de tempo curtas. "A ineficácia do crescimento observado de buracos negros supermassivos, mesmo quando estão presentes reservatórios densos de gás molecular, levanta questões sobre as condições físicas necessárias para despoletar estes episódios de crescimento", disse Makoto. "Para além de ocorrer em ambientes extremamente poeirentos, a atividade dos NGAs é provavelmente muito variável e episódica, o que explica a dificuldade em detetar dois buracos negros simultaneamente ativos em fusões".

Representação esquemática da quantidade de gás disponível para alimentar buracos negros supermassivos durante uma grande fusão de galáxias. Crédito: CATA/J. Utreras, M. Johnstone

A equipa comparou sistemas com ambos os buracos negros ativos (NGAs duplos) com fusões em que apenas um mostrava atividade óbvia (NGA individual). Nalguns destes casos de NGA individual, o buraco negro sem apetite parecia estar verdadeiramente faminto de gás frio, mas noutros, o gás era observado, mas o buraco negro continuava a recusar-se a comer, possivelmente porque foi observado entre alimentações. "Estas observações únicas do ALMA mostram como os buracos negros estão a ser ativamente alimentados durante uma grande fusão de galáxias, um evento que suspeitamos ser crítico no estabelecimento da ligação observada entre o crescimento dos buracos negros e a evolução das galáxias. Só agora, graças às capacidades únicas e revolucionárias do ALMA, é que este estudo é possível", afirma Ezequiel Treister, investigador principal deste projeto de investigação e coautor do estudo.

O ALMA também descobriu que muitos buracos negros ativos estão ligeiramente deslocados dos seus principais discos de gás em rotação, sugerindo interações gravitacionais violentas que podem ter deslocado os buracos negros durante as fusões de galáxias. Em conjunto, estes resultados mostram que, nas colisões de galáxias, ter energia suficiente para alimentar os buracos negros supermassivos é apenas metade da história; o tempo, a turbulência e a poeira decidem quando, e se, ambos os buracos negros ganham vida.

// Observatório ALMA (comunicado de imprensa)
// NRAO (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal)

Quer saber mais?

Buraco negro supermassivo:
Wikipedia

NGAs (Núcleos Galácticos Ativos):
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ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array):
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ALMA (NRAO)
ALMA (ESO)
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