Existem muitas forças invisíveis no universo que determinam o grande projeto do universo. Por exemplo, no centro de quase todas as galáxias encontramos um buraco negro supermassivo. Este não é apenas um vazio cósmico – é um motor poderoso.
Mesmo nos momentos mais silenciosos, este motor altera profundamente o ambiente. nós ligamos buraco negro Núcleos galácticos ativos de baixa luminosidade (LLAGN) exibem esse comportamento. Imagine o motor galáctico, apenas em marcha lenta. Eles estavam correndo, fazendo suas próprias coisas, mas em um ritmo muito mais lento. No entanto, eles ainda influenciam todo o galáxia. A busca de cientistas? Decifre a linguagem infravermelha única falada por esses núcleos galácticos.
Para ouvir esses sussurros galácticos silenciosos, os cientistas precisam das ferramentas certas. O Telescópio Espacial James Webb é perfeito para isso.
A luz infravermelha vista pelo JWST é uma luz com comprimentos de onda maiores do que os que vemos a olho nu. Isto é absolutamente crucial. O gás e a poeira que giram em torno do buraco negro bloqueiam a luz visível, mas a luz infravermelha pode passar através dele. Quando o gás é excitado por um buraco negro, seus átomos ficam excitados. Os átomos então se acomodam novamente, liberando uma cor de luz muito específica – o que chamamos de linha de emissão. São como impressões digitais de um gás, que nos dizem de que é feito, quão quente é e até mesmo a que velocidade se move. Essa energia normalmente vem do continuum de ionização, uma poderosa lanterna de alta energia de um buraco negro que retira elétrons dos átomos. Estas são as principais pistas que os astrónomos estão a reunir para juntar as peças da história do que se passa perto destes buracos negros massivos.
A língua celestial falada pelo LLAGN fornece informações importantes sobre como estes gigantes silenciosos operam. Observações realizadas com o Telescópio Espacial James Webb revelam que estes buracos negros podem ejectar material e excitar gás mesmo a baixas energias, afectando o nascimento de estrelas e a evolução das galáxias. Estes são chamados de processos de feedback cinético.
Os buracos negros também empurram e agitam ativamente o gás e a poeira galácticos. Não é um espectador passivo. Isto pode limpar áreas, impedindo a formação de novas estrelas, ou por vezes comprimir o gás, desencadeando explosões de formação estelar. Esses motores silenciosos executam regularmente uma dança complexa. Uma descoberta surpreendente é que estas galáxias com LLAGN têm gás hidrogénio molecular invulgarmente quente. A temperatura de excitação é sistematicamente mais alta do que em outras galáxias. Isto mostra que mesmo um buraco negro ocioso pode literalmente aquecer o seu entorno.
A equipe também mediu a “largura total na metade do máximo”, ou FWHM, dessas linhas de emissão. FWHM nos diz a largura do pico de luz. Picos mais largos significam que o gás está se movendo muito ou está muito quente. Estas medições de metade da largura máxima fornecem dados importantes sobre o movimento caótico e as condições dentro do gás, mostrando quanta atividade o gás está realmente experimentando.
Compreender esses arquitetos cósmicos nos ajuda a entender como as galáxias evoluem. Historicamente, os astrónomos acreditavam que os buracos negros supermassivos no LLAGN eram essencialmente inertes. Apenas meio que… ali. Eles argumentam que esses objetos não são numerosos e que seu poder ficou em segundo plano. Mas este trabalho mostra que mesmo estes motores silenciosos podem ter um impacto profundo no seu lar galáctico. O facto de poderem ejectar material, excitar gases e produzir hidrogénio molecular invulgarmente quente significa que são actores activos. Eles influenciam a formação de novas estrelas e determinam como o gás galáctico se move.
Esses LLAGNs influenciam o universo, mesmo que não estejam rugindo com força total.
Esta pesquisa é apenas uma peça de um quebra-cabeça muito maior. Isso levanta novas questões sobre o quão comuns são essas moléculas quentes de hidrogênio. Também levou os cientistas a considerar que outros efeitos subtis estes silenciosos buracos negros poderiam ter. O universo guarda muitos mistérios e, com a ajuda de instrumentos como o JWST, os cientistas estão aprendendo rapidamente a falar as diversas línguas do universo. A busca para compreender esses arquitetos do universo continua. sempre.
A nossa viagem através dos sussurros infravermelhos do LLAGN revela um universo que é mais interligado e dinâmico do que imaginávamos. Os buracos negros supermassivos nos centros das galáxias exercem uma influência poderosa e silenciosa, mesmo quando parecem estar adormecidos. Esta última pesquisa, alimentada pela visão do JWST, fornece medições detalhadas que permitem uma imagem mais clara de seu contínuo de ionização e processos de feedback cinético.
Entendemos que estes motores cósmicos moldam ativamente o seu entorno, influenciando a formação de estrelas e a evolução galáctica. A descoberta de hidrogénio molecular invulgarmente quente nestes LLAGNs demonstra complexidades inesperadas escondidas à vista de todos. Isso nos lembra que o universo sempre tem mais a nos ensinar.
A cada nova linha de emissão que deciframos, ficamos mais perto de compreender a grande história do universo. O trabalho dos cientistas que utilizam ferramentas avançadas é composto por esses pequenos, mas importantes passos. Eles estão ultrapassando os limites do conhecimento humano, um sussurro silencioso de cada vez. Continuaremos a ouvir porque há muito mais para ouvir.
esse estudar Atualmente está disponível no repositório de artigos pré-impressos arXiv.
