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No centro de cada galáxia existe um buraco negro supermassivo. Além de um certo tamanho, estes tornam-se ativos, emitindo enormes quantidades de radiação, sendo então chamados de quasares. Pensa-se que estes são ativados pela presença de halos massivos de matéria escura (DMH) que rodeiam a galáxia, direcionando a matéria para o centro, alimentando o buraco negro. Uma equipa que inclui investigadores da Universidade de Tóquio pesquisou, pela primeira vez, centenas de quasares antigos e descobriu que este comportamento é muito consistente ao longo da história. Isto é surpreendente, uma vez que muitos processos em grande escala mostram variações ao longo da vida do universo, pelo que o mecanismo de activação do quasar pode ter implicações para a evolução de todo o universo.
Medir a massa dos DMHs não é fácil; é notoriamente uma substância muito evasiva, se é que substância é a palavra certa a ser usada, visto que a natureza real da matéria escura é desconhecida. Só sabemos que ele existe devido ao seu impacto gravitacional em grandes estruturas, como as galáxias. Assim, a matéria escura só pode ser medida fazendo observações sobre os seus efeitos gravitacionais nas coisas. Isto inclui a forma como pode puxar algo ou afetar o seu movimento, ou através da lente (curvatura da luz) de objetos atrás de uma área suspeita de matéria escura.
O desafio torna-se maior a grandes distâncias, dado o quão fraca pode ser a luz de fenómenos mais distantes e, portanto, antigos. Mas isto não impediu o professor Nobunari Kashikawa, do Departamento de Astronomia, e a sua equipa, de tentar responder a uma questão de longa data na astronomia: como nascem os buracos negros e como crescem? Os investigadores estão especialmente interessados em explorar isto em relação aos buracos negros supermassivos, o maior tipo, que existem no coração de todas as galáxias. Estes seriam muito difíceis de estudar se não fosse o facto de alguns se tornarem tão massivos que começam a produzir jactos de matéria ou esferas de radiação incrivelmente poderosos que, em ambos os casos, se tornam o que chamamos de quasares. São tão poderosos que, mesmo a grandes distâncias, podemos agora observá-los utilizando técnicas modernas.
“Medimos pela primeira vez a massa típica dos halos de matéria escura que rodeiam um buraco negro ativo no Universo há cerca de 13 mil milhões de anos,” disse Kashikawa. “Descobrimos que a massa do DMH dos quasares é bastante constante, cerca de 10 trilhões de vezes a massa do nosso Sol. Essas medições foram feitas para o DMH mais recente em torno dos quasares, e essas medições são surpreendentemente semelhantes às que vemos para os quasares mais antigos. Isto é interessante porque sugere que existe uma massa DMH característica que parece ativar um quasar, independentemente de ter acontecido há milhares de milhões de anos ou agora.”
Quasares a grandes distâncias parecem tênues, pois a luz que os deixou há muito tempo se espalhou, foi absorvida pela matéria interveniente e foi esticada em comprimentos de onda infravermelhos quase invisíveis devido à expansão do universo ao longo do tempo. Assim, Kashikawa e a sua equipa, cujo projeto começou em 2016, utilizaram múltiplos levantamentos do céu que incorporaram uma gama de diferentes instrumentos, sendo o principal deles o Telescópio Subaru do Japão, localizado no estado norte-americano do Havai.
“As atualizações permitiram que a Subaru visse mais longe do que nunca, mas podemos aprender mais expandindo os projetos de observação internacionalmente”, disse Kashikawa. “O Observatório Vera C. Rubin, com sede nos EUA, e até mesmo o satélite Euclid, baseado no espaço, lançado pela UE este ano, irão varrer uma área maior do céu e encontrar mais DMH em torno dos quasares. Podemos construir uma imagem mais completa do relação entre galáxias e buracos negros supermassivos. Isso pode ajudar a informar as nossas teorias sobre como os buracos negros se formam e crescem.”
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