Buracos negros supermassivos estão freando: cientistas explicam motivo oculto

Buracos negros supermassivos desaceleram crescimento devido à escassez de gás frio no universo (Imagem: Raio X: NASA/CXC/Penn State Univ./Z. Yu et al.; Óptica (HST): NASA/ESA/STScI; Infravermelho: NASA/ESA/CSA/STScI; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/P. Edmonds, L. Frattare)
Buracos negros supermassivos desaceleram crescimento devido à escassez de gás frio no universo (Imagem: Raio X: NASA/CXC/Penn State Univ./Z. Yu et al.; Óptica (HST): NASA/ESA/STScI; Infravermelho: NASA/ESA/CSA/STScI; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/P. Edmonds, L. Frattare)

O crescimento dos buracos negros supermassivos, objetos com milhões a bilhões de vezes a massa do Sol, sempre foi um mistério para a astrofísica. Observações recentes realizadas com o Observatório de Raios X Chandra, combinadas com dados do XMM-Newton da ESA e da missão eROSITA, mostraram que esses gigantes cósmicos não consomem matéria com a mesma rapidez de bilhões de anos atrás. Publicada no The Astrophysical Journal, a pesquisa revela que essa desaceleração está diretamente ligada à diminuição do gás frio disponível, o combustível essencial para alimentar os buracos negros.

O levantamento analisou aproximadamente 1,3 milhão de galáxias e 8.000 buracos negros supermassivos em crescimento, utilizando uma abordagem de levantamento em camadas, comparável a um “bolo de casamento”. Essa metodologia permite estudar simultaneamente os buracos negros mais brilhantes e os mais tênues e distantes, oferecendo uma visão abrangente do fenômeno cósmico. Principais pontos da pesquisa:

  • Observações em raios X detectam o consumo de matéria e a atividade energética dos buracos negros;
  • Dados ópticos e infravermelhos ajudam a estimar as massas e a diferenciar brilho de eficiência de crescimento;
  • Combinação de múltiplos telescópios fornece uma perspectiva completa da evolução ao longo de bilhões de anos.

O meio-dia cósmico e a desaceleração atual

Cerca de dez bilhões de anos atrás, o universo passou pelo período conhecido como meio-dia cósmico, quando os buracos negros supermassivos atingiam taxas recordes de crescimento. Desde então, os astrônomos observaram uma queda significativa na velocidade de alimentação, tornando o crescimento atual muito mais lento. A principal causa é a escassez de gás frio, que anteriormente alimentava regiões galácticas extremamente ativas.

Além disso, o estudo aponta que buracos negros mais massivos e ativos produzem emissões de raios X mais intensas, o que exigiu uma análise cuidadosa para separar efeitos de massa e eficiência de crescimento. O uso de dados em diferentes comprimentos de onda permitiu identificar com precisão quais buracos negros estão diminuindo seu ritmo e prever que essa tendência deve continuar no futuro próximo.

Buracos negros supermassivos revelam segredos do crescimento e evolução das galáxias

Compreender o crescimento dos buracos negros supermassivos é fundamental para modelar a evolução das galáxias, entender a dinâmica cósmica e prever o comportamento do universo em grande escala. Esses resultados oferecem uma base sólida para futuras pesquisas, permitindo que astrônomos investiguem como a matéria é distribuída e consumida em escalas colossais e como isso influencia a formação e a evolução das galáxias ao longo do tempo.

Leandro C. Sinis é biólogo formado pela UFRJ e divulgador científico. Com experiência em pesquisa acadêmica, é coautor de um estudo sobre neuroproteção publicado no Journal of Biological Chemistry (DOI: 10.1074/jbc.m117.807180). Sua missão no Fala Ciência é traduzir descobertas complexas em conhecimento acessível e seguro para todos. Ver perfil no LinkedIn | Ver Currículo Lattes