Um novo buraco negro pode não devorar vorazmente o gás próximo - porque pode expulsar a maior parte do gás em sua vizinhança, mostra um novo estudo.
Marcelo Alvarez, da Universidade de Stanford, e seus colegas realizaram uma nova simulação de supercomputador projetada para rastrear o destino dos primeiros buracos negros do universo. Eles descobriram que, contrariando as expectativas, os jovens buracos negros não podiam se engajar com eficiência no gás próximo.
"As primeiras estrelas foram muito mais massivas do que a maioria das estrelas que vemos hoje, mais de 100 vezes a massa do nosso sol", disse John Wise, um pós-doutorado no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e um dos autores do estudo. "Pela primeira vez, fomos capazes de simular em detalhes o que acontece com o gás em torno dessas estrelas antes e depois de formarem buracos negros".
A intensa radiação e fortes saídas dessas estrelas massivas fizeram com que o gás próximo se dissipasse. "Essas estrelas eliminaram a maior parte do gás nas proximidades", disse Wise. Uma fração dessas primeiras estrelas não terminou suas vidas em grandes explosões de supernovas. Em vez disso, eles entraram em colapso diretamente em buracos negros.
Mas os buracos negros nasceram em uma cavidade sem gás e, com pouco gás para se alimentar, cresceram muito lentamente. "Durante os 200 milhões de anos de nossa simulação, um buraco negro de 100 massas solares cresceu menos de um por cento de sua massa", afirmou Alvarez.
Começando com dados extraídos de observações da radiação cósmica de fundo - um flash de luz que ocorreu 380.000 anos após o big bang que apresenta a visão mais antiga da estrutura cósmica - os pesquisadores aplicaram as leis básicas que governam a interação da matéria e permitiram seu modelo de o universo primitivo a evoluir. A simulação complexa incluiu hidrodinâmica, reações químicas, absorção e emissão de radiação e formação de estrelas.
Na simulação, o gás cósmico se fundiu lentamente sob a força da gravidade e finalmente formou as primeiras estrelas. Essas estrelas enormes e quentes brilharam por um curto período de tempo, emitindo tanta energia na forma de luz das estrelas que afastaram as nuvens de gás próximas.
Essas estrelas não puderam sustentar uma existência tão ardente por muito tempo e logo esgotaram seu combustível interno. Uma das estrelas da simulação entrou em colapso devido ao seu próprio peso para formar um buraco negro. Com apenas tufos de gás por perto, o buraco negro estava essencialmente "faminto" de matéria para crescer.
No entanto, apesar de sua dieta rigorosa, o buraco negro teve um efeito dramático em seus arredores. Isso foi revelado através de um aspecto essencial da simulação chamada feedback radiativo, que explicava a maneira como os raios X emitidos pelo buraco negro afetavam os gases distantes.
Mesmo em uma dieta, um buraco negro produz radiografias abundantes. Essa radiação não apenas impediu que o gás próximo caísse, mas aqueceu o gás a cem anos-luz de distância a vários milhares de graus. O gás quente não pode se unir para formar novas estrelas. "Embora os buracos negros não estejam crescendo significativamente, sua radiação é intensa o suficiente para interromper a formação de estrelas nas proximidades por dezenas e talvez centenas de milhões de anos", disse Alvarez.
Fonte: NASA. O estudo aparece emAs Cartas do Jornal Astrofísico.
