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As galáxias evitam uma morte prematura porque têm um “coração e pulmões” que regulam efetivamente sua “respiração” e evitam que cresçam descontroladamente, sugere um novo estudo.
Se não o fizessem, o Universo teria envelhecido muito mais rápido do que envelheceu e tudo o que veríamos hoje seriam enormes galáxias “zumbis” repletas de estrelas mortas e moribundas.
É o que afirma um novo estudo publicado na revista Avisos mensais da Royal Astronomical Society, que investiga um dos grandes mistérios do Universo: por que as galáxias não são tão grandes quanto os astrônomos esperariam.
Algo parece estar sufocando seu enorme potencial ao limitar a quantidade de gás que absorvem para se converter em estrelas, o que significa que, em vez de crescer sem parar, algo dentro delas resiste ao que se pensava ser a atração inevitável da gravidade.
Agora, astrofísicos da Universidade de Kent acham que podem ter descoberto o segredo. Eles sugerem que as galáxias poderiam de fato controlar a taxa em que crescem por meio de como “respiram”.
Em sua analogia, os pesquisadores compararam o buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia ao seu coração e aos dois jatos supersônicos bipolares de gás e radiação que eles emitem para as vias aéreas que alimentam um par de pulmões.
Pulsos do buraco negro — ou “coração” — podem levar a frentes de choque de jato oscilando para frente e para trás ao longo de ambos os eixos do jato, muito parecido com o diafragma torácico no corpo humano que se move para cima e para baixo dentro da cavidade torácica para inflar e desinflar ambos os pulmões.
Isso pode fazer com que a energia do jato seja amplamente transmitida para o meio circundante, assim como expiramos ar quente, resultando na desaceleração da acumulação e do crescimento de gás da galáxia.
O estudante de doutorado Carl Richards criou a teoria após criar simulações novas e nunca antes testadas para investigar o papel que jatos supersônicos podem desempenhar na inibição do crescimento de galáxias.
Isso envolvia permitir que o “coração” do buraco negro pulsasse e que os jatos estivessem em alta pressão — muito parecido com uma forma de hipertensão, se estendermos a comparação ao corpo humano.
Isso fez com que os jatos “agissem como foles”, disse ele, enviando ondas sonoras “como ondulações na superfície de um lago”.
O fenômeno é semelhante ao equivalente terrestre do som e das ondas de choque produzidas ao abrir uma garrafa de champanhe, ao barulho de um carro, aos escapamentos de foguetes e à perfuração de invólucros pressurizados.
“Percebemos que teria que haver algum meio para os jatos sustentarem o corpo — o gás ambiente ao redor da galáxia — e foi isso que descobrimos em nossas simulações de computador”, disse Richards.
“O comportamento inesperado foi revelado quando analisamos as simulações de computador de alta pressão e permitimos que o coração pulsasse.
“Isso enviou um fluxo de pulsos para os jatos de alta pressão, fazendo com que eles mudassem de forma como resultado da ação semelhante a um fole das frentes de choque dos jatos oscilantes.”
Esses jatos superpressurizados efetivamente se expandiram “como pulmões cheios de ar”, disseram os pesquisadores.
Ao fazer isso, eles transmitiram ondas sonoras para a galáxia ao redor na forma de uma série de ondulações de pressão, que então demonstraram suprimir o crescimento da galáxia.
Há algumas evidências de ondulações em meios extragalácticos, como aquelas observadas no aglomerado de galáxias Perseu, associado a enormes bolhas de gás quente, que se acredita serem exemplos de ondas sonoras.
Acreditava-se que essas ondulações eram responsáveis pela sustentação do ambiente ao redor de uma galáxia, embora faltasse um mecanismo para gerá-las.
Portanto, simulações cosmológicas convencionais são incapazes de explicar os fluxos de gás nas galáxias, o que leva a um dos grandes mistérios do Universo, que depende do buraco negro altamente ativo no coração da galáxia para fornecer alguma resistência.
“Fazer isso não é fácil, no entanto, e temos restrições quanto ao tipo de pulsação, ao tamanho do buraco negro e à qualidade dos pulmões”, disse o coautor Professor Michael Smith.
“Respirar muito rápido ou muito devagar não proporcionará os tremores vitais necessários para manter o meio galáctico e, ao mesmo tempo, manter o coração abastecido com combustível.”
Os pesquisadores concluíram que a vida útil de uma galáxia pode ser estendida com a ajuda de seu “coração e pulmões”, onde o mecanismo de buraco negro supermassivo em seu núcleo ajuda a inibir o crescimento ao limitar a quantidade de gás que colapsa nas estrelas desde o estágio inicial.
Isso, dizem eles, ajudou a criar as galáxias que vemos hoje.
Sem esse mecanismo, as galáxias já teriam esgotado seu combustível e desaparecido, como algumas fazem na forma de galáxias “vermelhas e mortas” ou “zumbis”.
O artigo ‘Simulações de jatos de sobrepressão pulsados: formação de foles e ondulações em ambientes galácticos’, Carl Richards e Michael Smith, foi publicado em Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
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