JATOS DE BURACO NEGRO ALIMENTAM COMBUSTIVEL PARA A FORMAÇÃO DE ESTRELA

Crédito: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) H.Russell, et al .; NASA / ESA Hubble; NASA / CXC / MIT / M.McDonald et al.; B. Saxton (NRAO / AUI / NSF
Os astrônomos que usam a Matriz de Grande Milímetro / submilimetro (ALMA) do Atacama e descobriram uma ligação surpreendente entre um buraco negro supermassivo e a galáxia onde reside.
Poderosos jatos de rádio do buraco negro que normalmente suprimem a formação de estrelas estão estimulando a produção de gás frio no halo prolongado da galáxia de gás quente.
Esta fonte recentemente identificada de gás frio e denso poderia eventualmente alimentar o futuro nascimento de estrelas, assim como alimentar o buraco negro em si.
Os pesquisadores usaram o ALMA para estudar uma galáxia no coração do Phoenix Cluster, uma coleção de galáxias incomumente lotada a cerca de 5,7 bilhões de anos-luz da Terra.
A galáxia central neste aglomerado alberga um buraco negro supermassivo que está no processo de devorar gás formador de estrelas, o que alimenta um par de poderosos jatos que irrompem do buraco negro em direções opostas para o espaço intergaláctico. Os astrônomos referem-se a este tipo de sistema alimentado por buraco negro como um núcleo galáctico ativo (AGN).
Pesquisas anteriores com o observatório de raios X da Chandra da NASA revelaram que os jatos desta AGN estão esculpindo um par de gigantes "bolhas de rádio", enormes cavidades no plasma quente e difuso que rodeia a galáxia.
Estas bolhas de expansão devem criar condições que são demasiado inóspito para o gás quente circundante para esfriar e condensar, que são passos essenciais para a formação de estrelas futuro.
As últimas observações de ALMA, no entanto, revelam filamentos longos de condensação de gás molecular frio ao redor das bordas externas das bolhas de rádio.
Estes filamentos estendem-se até 82.000 anos-luz de ambos os lados do AGN. Eles coletivamente contêm material suficiente para produzir cerca de 10 bilhões de sóis.
"Com a ALMA podemos ver que há uma ligação direta entre essas bolhas de rádio infladas pelo buraco negro supermassivo eo futuro combustível para o crescimento das galáxias", disse Helen Russell, astrônomo da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, e autora principal em um artigo Aparecendo no Astrophysical Journal. "Isso nos dá novos insights sobre como um buraco negro pode regular futuro nascimento estrela e como uma galáxia pode adquirir material adicional para alimentar um buraco negro ativo."
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As novas observações de ALMA revelam conexões previamente desconhecidas entre um AGN ea abundância de gás molecular frio que alimenta o nascimento de estrelas.
"Para produzir jatos poderosos, os buracos negros devem se alimentar do mesmo material que a galáxia usa para criar novas estrelas", disse Michael McDonald, astrofísico do Massachusetts Institute of Technology em Cambridge e co-autor do artigo. "Esse material alimenta os jatos que interrompem a região e extingue a formação de estrelas, o que ilustra como os buracos negros podem retardar o crescimento de suas galáxias hospedeiras".
Sem uma fonte significativa de calor, as galáxias mais maciças do universo estariam formando estrelas a taxas extremas que ultrapassam em muito as observações. Os astrônomos acreditam que o calor, na forma de radiação e jatos de um buraco negro supermassivo alimentando ativamente, evita o super-resfriamento da atmosfera de gás quente do cluster, suprimindo a formação de estrelas.
Esta história, no entanto, agora parece mais complexa. No Phoenix Cluster, Russell e sua equipe encontraram um processo adicional que une a galáxia e seu buraco negro juntos. Os jatos de rádio que aquecem o núcleo da atmosfera quente do cluster também parecem estimular a produção do gás frio necessário para sustentar o AGN.
"Isso é o que torna este resultado tão surpreendente", disse Brian McNamara, um astrônomo da Universidade de Waterloo, Ontário, e co-autor do artigo. "Este buraco negro supermassivo está regulando o crescimento da galáxia, soprando bolhas e aquecendo os gases ao redor dele." Notavelmente, ele também está arrefecendo bastante gás para se alimentar. "
Este resultado ajuda os astrônomos a entender o funcionamento do "termostato" cósmico que controla o lançamento de jatos de rádio a partir do buraco negro supermassivo.
"Isso também poderia explicar como os buracos negros mais massivos foram capazes de suprimir as correntes de estrelas e regular o crescimento de suas galáxias hospedeiras nos últimos seis bilhões de anos da história cósmica", observou Russell.
O Observatório Nacional de Rádio Astronomia é uma instalação da National Science Foundation, operada sob o acordo de cooperação da Associated Universities, Inc.benzóico.
O Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), uma instalação internacional de astronomia, é uma parceria do ESO, da National Science Foundation (NSF) dos EUA e dos Institutos Nacionais de Ciências Naturais do Japão, em cooperação com a República do Chile. O ALMA é financiado pelo ESO em (NSC) e pelo Conselho Nacional de Ciência de Taiwan (NSC) e pela NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) de Taiwan eo Instituto Coreano de Ciência Astronómica e Espacial (KASI).