Os astrónomos descobriram que uma jovem galáxia foi gradualmente deixada de lado pelo seu buraco negro supermassivo central, no que foi efetivamente uma “morte por mil cortes” cósmica.
O Telescópio Espacial James Webb (JWST) e o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) estudou esta infeliz galáxia, conhecida como GS-10578 ou pelo apelido um pouco mais rápido de “Galáxia de Pablo”, em homenagem ao primeiro astrônomo a estudá-la em detalhes. A luz da Galáxia de Pablo demorou cerca de 11 mil milhões de anos a chegar até nós, o que significa que o JWST e o ALMA permitem aos astrónomos vê-la tal como era, apenas 3 mil milhões de anos depois da Big Bang. Para uma galáxia tão primitiva, ela é excepcionalmente massiva, contendo tanta massa quanto cerca de 200 bilhões de sóis.
A equipe por trás deste estudo divulgou pela primeira vez os resultados relativos à Galáxia de Pablo em Setembro de 2024usando apenas o JWST, descobrindo que o buraco negro supermassivo em sua essência, está expulsando enormes quantidades de gás a velocidades de até 3,5 milhões de km/h (2,2 milhões de milhas por hora). Isso é rápido o suficiente para permitir que esta matéria em formação de estrelas escape inteiramente da influência gravitacional da Galáxia de Pablo.
Adicionando o ALMA, um conjunto de 66 radiotelescópios localizados na região do deserto do Atacama, no norte do Chile, os investigadores observaram a Galáxia de Pablo durante mais sete horas em busca de monóxido de carbono, que poderiam usar como forma de rastrear o gás hidrogénio frio, o material que forma as estrelas. No entanto, esta busca resultou de mãos vazias.
Mas isso por si só era revelador.
“O que nos surpreendeu foi o quanto podemos aprender sem ver algo”, disse Jan Scholtz, membro da equipe, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido. disse em um comunicado. “Mesmo com uma das observações mais profundas deste tipo de galáxia realizadas pelo ALMA, essencialmente não sobrou gás frio. Isto aponta para uma fome lenta, em vez de um único golpe mortal dramático.”
Entretanto, mais 6,5 horas de observações com o JWST revelaram que a Galáxia de Pablo está a perder cerca de 60 sóis em massa em gás todos os anos. Nesse ritmo, o combustível da galáxia para a formação de estrelas poderia ter se esgotado numa escala de tempo entre 16 milhões e 220 milhões de anos. Se isso parece um período de tempo incrivelmente longo, considere que os cientistas normalmente estimam que leva até mil milhões de anos para esgotar o combustível para a formação de estrelas numa galáxia como esta.
“A galáxia parece um disco calmo e giratório”, disse o co-líder da equipe Francesco D’Eugenio, do Instituto Kavli de Cosmologia. “Isso diz-nos que não sofreu uma fusão importante e perturbadora com outra galáxia. No entanto, parou de formar estrelas há 400 milhões de anos, enquanto o buraco negro está novamente activo.
A equipe reconstruiu a história da formação estelar da Galáxia de Pablo, descobrindo que o gás fresco foi impedido pelo buraco negro que empurrava o gás para fora de cair de volta na galáxia. Isso evita que os “tanques de combustível” para o nascimento de estrelas sejam reabastecidos. Descobriram também que o buraco negro supermassivo nesta jovem galáxia não expulsou todo o seu gás de uma só vez, mas tem experimentado ciclos repetidos de expulsão de gás.
“Portanto, a atual atividade do buraco negro e a explosão de gás que observamos não causaram o desligamento; em vez disso, episódios repetidos provavelmente impediram o retorno do combustível”, acrescentou D’Eugenio.
As descobertas da equipe podem ajudar a explicar por que o JWST tem descoberto muitas galáxias de aparência antiga no universo primitivo.
“Você não precisa de um único cataclismo para impedir a formação de estrelas em uma galáxia, apenas impedir a entrada de combustível novo. Antes de Webb, isso era inédito”, disse Scholtz. “Agora sabemos que eles são mais comuns do que pensávamos – e esse efeito de fome pode ser o motivo pelo qual eles vivem rápido e morrem jovens.”
Com a eficácia da equipa do telescópio ALMA/JWST estabelecida, os astrónomos esperam que novas observações da Galáxia de Pablo possam revelar mais sobre o mecanismo usado pelo buraco negro supermassivo para matar prematuramente esta galáxia de fome.
A pesquisa da equipe foi publicada na terça-feira (25 de novembro) na revista Astronomia da Natureza.
