Graças ao Telescópio Espacial James Webb (JWST), os astrónomos deram uma ideia dos mecanismos que os buracos negros supermassivos usam para se alimentarem. As observações poderão ajudar os cientistas a descobrir a rapidez com que os buracos negros supermassivos, milhões, muitas vezes milhares de milhões, de massa maior que a do Sol cresceram após o Big Bang.
Embora todas as grandes galáxias tenham Buracos negros supermassivos No fundo, alguns são gigantes adormecidos, consumindo pouco a pouco o gás e a poeira circundantes, enquanto outros se alimentam freneticamente, agindo como motores de brilhantes regiões galácticas centrais. Núcleos galácticos ativos (AGN). Esses buracos negros alimentadores expelem material de seus pólos em jatos que podem expelir gás e poeira de suas galáxias hospedeiras.
Além disso, poderosos titãs cósmicos são muito confusos quando usados por astrônomos JWST Descubra-os antes de o universo ter 1 bilhão de anos. Isso ocorre porque os buracos negros têm meios para engolir matéria e crescer, que então se fundem para criar massas ainda maiores. Buracos negros Leva pelo menos 1 bilhão de anos para atingir o estágio maior. Isto é particularmente confuso porque as teorias sugerem que os buracos negros são alimentados com mais avidez (e, portanto, crescem mais rapidamente). querer Eles também afastam a substância que utilizam para esse desenvolvimento e, como resultado, acrescentam-se à dieta. Então, com tudo isto em mente, como é que os buracos negros super-rápidos cresceram tão rapidamente no Universo primitivo?
Uma explicação é que os buracos negros supermassivos afastam o gás, morrendo de fome como previsto, mas a matéria eventualmente esfria e retorna ao buraco negro. Irá alimentar e permitir o crescimento por outro período.
Esta explicação também sugere que, à medida que este gás arrefece, forma “streamers” ou filamentos de gás com apenas algumas centenas de anos-luz de largura, mas com milhares de anos-luz de comprimento. Estes caem de volta para o centro da galáxia, formando um disco giratório em torno do seu atual buraco negro, alimentando-o novamente e desencadeando uma nova época de crescimento. Isto reiniciaria os jatos do buraco negro, cortando novamente o fornecimento de alimentos ao titã cósmico e permitindo que todo o processo recomeçasse.
O processo é essencialmente um ciclo autorregulado de festa seguido de jejum. No entanto, a ligação entre estes filamentos e os buracos negros supermassivos é indefinida, o que significa que este mecanismo resiste à confirmação.
“O que o JWSD revela é que os buracos negros podem ser os melhores recicladores cósmicos”, disse a líder da equipe, Julie Hlavacek-LaRondo, da Universidade de Montreal. disse em um comunicado. “Eles liberam enormes quantidades de energia que aquecem o ambiente ao seu redor, mas esse mesmo gás então esfria em filamentos finos e retorna para dentro do buraco negro. Finalmente vemos esse ciclo autossustentável em ação.”
Um buraco negro supermassivo em dieta
Para resolver o mistério de se banquetear com buracos negros, o JWST voltou sua atenção para um AGN relativamente próximo, localizado no centro da galáxia central do aglomerado Centaurus. NGC 4696Localizado a apenas 145 milhões de anos-luz da Terra.
O Telescópio Espacial Hubble Ele já havia estudado esta galáxia e descoberto um estranho gás em forma de gancho perto do buraco negro supermassivo central da NGC 4696.
O JWST deu continuidade a esta descoberta criando um mapa detalhado do gás que flui através do centro da galáxia. A estrutura em forma de gancho tem cerca de 800 anos-luz de diâmetro e é feita de gás que se move a uma velocidade incrível de cerca de 600 quilómetros por segundo (1,3 milhões de milhas por hora).
O mais interessante é que a espiral de gás parece estar ligada a um amplo filamento de material que cai em direção ao buraco negro supermassivo central.
A equipe testou as observações do JWST em relação a simulações de computador, sugerindo um padrão semelhante ao observado em NGC 4696.
“O JWST mostra agora o elo final neste ciclo fechado”, disse Helen Russell, membro da equipe, da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Nottingham, na Inglaterra, no comunicado. “Uma vasta rede filamentar de gás eventualmente reduz o gás a um disco que alimenta o buraco negro.”
O estudo do painel foi publicado na quarta-feira (16 de julho). Cartas de revistas astrofísicas.
