Um estudante de graduação da Universidade de Massachusetts em Amherst (UMA) conduziu uma pesquisa sobre o crescimento de estrelas e
Como as galáxias crescem?
Os astrônomos sabem que a evolução das galáxiasé causada por dois processos: o crescimento de buracos negros supermassivos no centro de cada um deles e a formação de novas estrelas. Mas a forma como estes processos estão ligados permanece um mistério e é uma das questões que o recém-lançado Telescópio Espacial James Webb irá estudar. O trabalho de Meredith Stone, que se formará no programa de astronomia da UMass Amherst em maio de 2022, ajudará os cientistas a entender melhor como eles estão conectados.
"Sabemos que as galáxias crescem,colidem e mudam ao longo das suas vidas”, diz Stone, que concluiu o estudo sob a direção de Alexandra Pope, professora de astronomia da UMA e autora sénior de um novo artigo publicado recentemente no Astrophysical Journal. “E sabemos que o crescimento dos buracos negros e a formação de estrelas desempenham um papel decisivo. É do conhecimento geral que estes dois factores estão relacionados e influenciam-se mutuamente. Mas até agora tem sido difícil entender exatamente como.”
Qual é o problema?
Uma das razões pelas quais é difícil estudarA interação entre buracos negros e estrelas torna difícil para os astrônomos observar verdadeiramente essas interações. O problema é que todos os processos importantes estão escondidos atrás de enormes nuvens de poeira cósmica. Assim, em galáxias que estão formando estrelas ativamente, mais de 90% da luz visível pode ser absorvida por ela.
Galáxia NGC 1614. Foto: NASA
No entanto, há uma solução alternativa:Quando a poeira absorve a luz visível, ela aquece. E embora o olho humano nu não consiga ver o calor, os telescópios infravermelhos conseguem. Como parte do novo estudo, os cientistas usaram o Telescópio Espacial Spitzer coletado durante a campanha Great Observatories All-sky LIRG Survey (GOALS). O objetivo é estudar os comprimentos de onda do infravermelho médio de algumas das galáxias mais brilhantes que estão relativamente próximas da Terra. Em particular, os astrónomos têm procurado sinais reveladores especiais que são as impressões digitais de buracos negros e estrelas em plena formação.
Existe uma solução
O problema é que esses traços são muito fracos,e são quase indistinguíveis do ruído geral do espectro infravermelho. Como parte de um novo estudo, Meredith Stone calibrou as medições desses indicadores para serem mais precisas.
Depois que os astrônomos receberam dados mais clarosobservações, eles viram que o crescimento de buracos negros e a formação de estrelas ocorrem simultaneamente nas mesmas galáxias e parecem influenciar-se mutuamente.
Os cientistas até calcularam a proporção quedescreve como esses dois fenômenos estão relacionados. Assim, os astrônomos descobriram linhas de emissão brilhantes [Ne ii] e[Ne iii], que são “responsáveis” pela formação de estrelas, e linhas de emissão mais fracas [Ne v] e[O iv] de galáxias com núcleos ativos (AGN) em todo o espectro. Descobriu-se que a luminosidade de Ne ii é bastante constante em todas as células da fração AGN, enquanto a luminosidade de [O]iv e [Nev] aumenta em mais de uma ordem de grandeza.
Os pesquisadores também descobriram que o usoluminosidade [O iv] sem correção para formação de estrelas pode levar a uma superestimação da taxa de acreção de buracos negros (BHAR, taxas de acreção de buracos negros) em até 30 vezes em galáxias infravermelhas luminosas (LIRG, galáxias infravermelhas luminosas) com predominância de erupções estelares . A razão entre a taxa de BHAR e a formação de estrelas aumenta em mais de três ordens de magnitude, dependendo da proporção de AGNs na faixa do infravermelho médio das galáxias LIRG.
Por que isso é importante?
Este não é apenas um empolgante estudo científicoconquista. Os resultados do novo estudo ajudarão a usar o JWST, com seu acesso sem precedentes à luz do infravermelho médio, para estudar a formação de galáxias mais de perto. Afinal, embora os cientistas tenham calculado como os buracos negros e as estrelas estão conectados em uma galáxia, por que isso acontece permanece um mistério.
Consulte Mais informação:
Os físicos encontraram um "relógio" universal no espaço: eles são mais precisos que os atômicos
Arqueólogos encontraram desenhos de pessoas assustadoras com cabeças enormes: quem eram
O telescópio James Webb tirou a primeira foto de Júpiter: mostra 9 alvos em movimento ao mesmo tempo