Buracos negros supermassivos no coração das galáxias podem explodir ondas quentes e turbulentas de gás através do cosmos, mantendo os aglomerados de galáxias vivos com seu calor.
E pela primeira vez, os astrofísicos acreditam ter visto essa turbulência em ação.
Examine um enorme aglomerado de galáxias e você verá o gás quente girando em seu núcleo, preenchendo o espaço entre estrelas e galáxias. Mas há um mistério sobre esse gás. Como fica tão quente? Modelos simples sugerem que ela deve perder energia muito mais rapidamente do que faz, e que a gravidade deve começar a unir toda a nuvem em estrelas, cerca de um bilhão de anos após a sua formação. Essas estrelas, por sua vez, queimariam e a galáxia morreria com elas. Os astrofísicos chamam esse processo de "resfriamento catastrófico". Mas isso não acontece.
Acontece que, em 2005, os pesquisadores encontraram uma explicação parcial para o motivo. Eles encontraram bolhas se formando dentro daquelas densas nuvens de gás, cavidades gigantes no espaço - algumas tão grandes quanto a Via Láctea. Essas bolhas gigantes estavam se afastando dos buracos negros supermassivos dos centros galácticos e, por sua vez, escreveram os pesquisadores, pareciam impedir um resfriamento catastrófico.
Mas a questão permaneceu: como toda essa energia é transferida para o gás em volta das bolhas? Em um novo artigo, publicado no banco de dados arXiv em 18 de novembro (o artigo ainda não passou pelo processo formal de revisão por pares), os pesquisadores relatam evidências de turbulência em torno das bolhas: redemoinhos e redemoinhos que geram redemoinhos e redemoinhos menores, que giram ainda redemoinhos menores. Com o tempo, diz a teoria, esse comportamento caótico atinge o nível microscópico, onde se dissipa como calor.
"Você pode imaginar a bolha como uma colher que mexe com o chá quente", disse ao Live Science o principal autor do estudo, Yuan Li, astrofísico da Universidade da Califórnia em Berkeley.
A colher cria um "movimento em massa" do chá, mas retire a colher e você notará redemoinhos menores se formando no líquido, o que cria turbilhões ainda menores. Quando os turbilhões param de girar, é porque a energia deles se converteu em calor, disse ela. Em uma caneca na sua mesa, o aquecimento não é muito dramático; você lutaria para ferver a água apenas mexendo-a. Mas a energia das bolhas que se deslocam pelo espaço é muito mais intensa e parece que a turbulência converte uma fração significativa dela da energia cinética em calor.
Li e seus co-autores não fizeram novas observações para encontrar a turbulência. Em vez disso, eles identificaram os dados já disponíveis nos aglomerados de galáxias Perseus, Abell 2597 e Virgo.
Filamentos de gás mais frio atravessam as nuvens no centro dessas galáxias, disse Li. Esses dados incrivelmente precisos e de alta resolução permitiram que Li fizesse um mapa de quão rápido o gás estava se movendo em cada ponto e em que direção.
Esse mapa de calor mostrou um padrão claro de turbulência. "No modo turbulento, existem grandes redemoinhos fazendo redemoinhos até redemoinhos ainda menores. Você tem uma bela cascata", disse Li.
A "bela cascata" apareceu no centro de cada aglomerado de galáxias.
"Eu não esperava isso, ninguém esperava isso", disse ela.
Até os menores redemoinhos aqui estão em uma escala inimaginável, grande o suficiente para engolir facilmente nosso sistema solar. Afinal, Li disse, eles estão ocorrendo em que quantidade são "densas latas de lixo cheias de galáxias". Brian McNamara, principal autor do artigo de 2005 da Nature que primeiro sugeriu que as bolhas poderiam estar aquecendo esses gases, disse que achava a nova descoberta fascinante, mas tinha reservas.
"É tudo muito interessante. Mas não é conclusivo para mim. Não estou completamente convencido", disse McNamara à Live Science. McNamara, que é presidente do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Waterloo, no Canadá, disse que a questão mais importante é que as cascatas que Li e seus colegas descobriram não correspondem exatamente ao que você esperaria apenas da turbulência. Isso sugere que outros efeitos poderiam estar em ação, escreveram os autores do estudo, ou talvez exista alguma física desconhecida que governe o comportamento da turbulência nessas condições extremas.
McNamara também se perguntou se os pesquisadores haviam desembaraçado completamente os efeitos de outros tipos de movimentos nos gases da verdadeira turbulência.
Ele também apontou que alguns teóricos suspeitam que a turbulência possa realmente esfriar o gás mais do que aquece.
Tudo isso dito, ele acrescentou, este é um bom artigo com muitos bons pesquisadores envolvidos.
"Só acho que há mais trabalho a ser feito."
