Uma correlação curiosa entre a massa de um buraco negro central de uma
galáxia e a velocidade das estrelas numa estrutura vasta e
aproximadamente esférica conhecida como "bojo" tem intrigado os
astrônomos durante anos. Uma equipe internacional liderada por Francesco Tombesi do Centro
Aeroespacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado americano de
Maryland, identificou um novo tipo de escoamento conduzido por buracos
negros que parece ser suficientemente poderoso e comum para explicar
esta ligação. A maioria das grandes galáxias contém um buraco
negro central com milhões de vezes a massa do Sol, mas as galáxias com
buracos negros mais massivos possuem bojos que contêm, em média,
estrelas velozes. Esta ligação sugere algum tipo de mecanismo de
regeneração entre o buraco negro da galáxia e os seus processos de
formação estelar. No entanto, não havia nenhuma explicação adequada de
como a atividade do buraco negro massivo, que afeta fortemente uma
região com várias vezes o tamanho do nosso Sistema Solar, podia
influenciar o bojo galáctico, regiões aproximadamente um milhão de vezes
maiores. "Este era um verdadeiro enigma. Tudo apontava para que
os buracos negros supermassivos conduzissem esta ligação, mas só agora
estamos começando a compreender como o fazem," afirma Tombesi. Os
buracos negros ativos recebem o seu poder ao absorverem gradualmente o
gás muito quente em torno de um vasto disco. Este disco quente situa-se
dentro de uma coroa de partículas energéticas, e embora ambos sejam
fortes fontes de raios X, esta emissão não consegue explicar as
propriedades globais da galáxia. Perto do limite interior do disco, uma
fração de matéria em órbita de um buraco negro é regularmente
redirecionada para fora sob a forma de um jato de partículas. Embora
estes jatos possam expelir material a metade da velocidade da luz, as
simulações computacionais mostram que permanecem estreitos e depositam a
maioria da sua energia além das regiões de formação estelar da galáxia.
Os astrônomos suspeitavam que lhes faltava algo. Ao longo da
última década, emergiram novas evidências de um novo tipo de fluxo
exterior conduzido por buracos negros. No centro de algumas galáxias
ativas, as observações em raios X, em comprimentos de onda
correspondentes àqueles do ferro fluorescente, mostram que esta radiação
é absorvida. Isto significa que as nuvens de gás mais frio devem
situar-se em frente da fonte de raios X. Estas linhas espectrais
absorvidas estão deslocadas das suas posições normais para comprimentos
de onda mais curtos; isto é, com um desvio para o azul, o que indica que
as nuvens estão se dirigindo na nossa direção. Em dois estudos
publicados previamente, Tombesi e colegas mostraram que estas nuvens
representam um tipo distinto de escoamento. No estudo mais recente, que
aparece na última edição da revista mensal da Sociedade Astronômica
Real, os pesquisadores estudaram 42 galáxias ativas vizinhas usando o
satélite XMM-Newton da ESA para descobrir a localização e propriedades
dos denominados "fluxos ultra-rápidos". As galáxias foram selecionadas a
partir do catálogo "All-Sky Slew Survey" produzido pelo satélite RXTE
(Rossi X-ray Timing Explorer) da NASA, todas localizadas a menos de 1,3
bilhões de anos-luz de distância. Os fluxos apareceram em 40% da
amostra, o que sugere que são características comuns das galáxias com
buraco negros centrais. Em média, a distância entre as nuvens e o buraco
negro central é menos de um décimo de um ano-luz. A sua velocidade
média é aproximadamente 14% da velocidade da luz e é estimado que a
quantidade de material necessário para alimentar este escoamento é cerca
de uma massa solar por ano, comparável à velocidade de acreção destes
buracos negros. "Embora mais lentos que os jatos de partículas,
estes jatos ultra-rápidos possuem velocidades muito superiores em
relação a outros tipos de fluxos galácticos, o que os torna muito mais
poderosos," explica Tombesi. Ao remover massa que de outro modo
caía para o buraco negro supermassivo, os fluxos ultra-rápidos travam o
seu crescimento. Ao mesmo tempo, retiram gás das regiões de formação
estelar no bojo galáctico, diminuindo e até parando a formação estelar
nestas regiões ao afastar as nuvens de gás que representam o material
bruto da construção de novas estrelas. Tal cenário explica naturalmente a
ligação observada entre o buraco negro de uma galáxia ativa e as suas
estrelas no bojo. Tombesi e a sua equipe antecipam melhorias
significativas na compreensão da função dos fluxos ultra-rápidos graças
ao telescópio japonês de raios X Astro-H, com lançamento previsto para
2014. Entretanto, pretende focar-se na determinação detalhada dos
mecanismos físicos que dão origem aos fluxos ultra-rápidos, um elemento
importante na compreensão do panorama geral de como as galáxias ativas
se formam, se desenvolvem e crescem.
