Formação de estrelas das galáxias com maior massa do Universo foi interrompida por buracos negros

Utilizando o telescópio Apex, do Chile, uma equipe de astrônomos descobriu a relação entre os mais intensos episódios de formação estelar no Universo primordial e as galáxias de maior massa que se observam atualmente.

Galáxias em pleno crescimento no Universo primitivo tiveram sua formação de estrelas interrompida abruptamente no passado, transformando-as em galáxias de massa elevada, mas passivas, no Universo atual. Os astrônomos acreditam ter encontrado o provável culpado dessa súbita interrupção na formação estelar: a emergência de buracos negros com supermassa.

Os astrônomos combinaram observações do Apex, operado pelo Observatório Europeu do Sul, com medições feitas com o VLT (Very Large Telescope ), e o Spitzer, da Nasa, para observar como galáxias brilhantes e muito distantes se juntam para formar grupos e aglomerados.

Quanto mais compacto é o grupo ou aglomerado de galáxias, mais massa contêm os seus halos de matéria escura - o material invisível que compõe a maior parte da massa da galáxia. Os novos resultados obtidos são as medições mais precisas já feitas sobre o modo de formação de aglomerados para esse tipo de galáxias.

As galáxias estão tão distantes que a sua luz demorou cerca de dez mil milhões de anos a chegar até nós, ou seja, vemos como elas eram há cerca de dez mil milhões de anos. Nessas fotografias do Universo primordial, as galáxias estão sujeitas ao tipo de formação estelar mais intenso que se conhece, a chamada formação estelar explosiva.

Ao medir as massas dos halos de matéria escura em torno das galáxias e utilizando simulações de computador para estudar como eles crescem com o tempo, os astrônomos descobriram que esss galáxias distantes com formação explosiva de estrelas transformam-se em galáxias elípticas gigantes -  as de maior massa existentes no Universo atual.

“Esta é a primeira vez que conseguimos mostrar de maneira clara a relação que existe entre as galáxias mais energéticas que apresentam formação estelar explosiva no Universo primordial e as galáxias de maior massa presentes no Universo atual,” explica Ryan Hickox, do Darthmouth College, nos EUA, e da Universidade Durham, no Reino Unido, o cientista que lidera a equipe.

Dias de glória

As novas observações também indicam que a formação estelar explosiva nessas galáxias distantes durou cerca de 100 milhões de anos - um tempo muito curto em termos cosmológicos - no entanto, durante esse breve período, a quantidade de estrelas nas galáxias duplicou. A interrupção abrupta de crescimento tão rápido corresponde a outro episódio pouco compreendido na história das galáxias.

“Sabemos que as galáxias elípticas  de elevada massa pararam de produzir estrelas de modo súbito há muito tempo, encontrando-se agora bastante passivas. Os cientistas tentam imaginar o que poderia ser suficientemente poderoso para conseguir desligar a formação estelar explosiva de uma galáxia inteira,” diz Julie Wardlow, da Universidade da California, nos EUA, e da Universidade Durham.

Os resultados apontam para uma possível explicação: nessa fase da história do cosmos, as galáxias com formação estelar explosiva aglomeram-se de modo muito semelhante aos quasars, o que indica que estes últimos são encontrados nos mesmos halos de matéria escura. Os quasars estão entre os objetos mais energéticos do Universo - faróis galácticos que emitem intensa radiação, alimentados por um buraco negro supermassivo situado nos seus centros.

Existem cada vez mais evidências que sugerem que a formação estelar explosiva intensa alimenta também o quasar, com enormes quantidades de matéria sendo sugadas pelo buraco negro. O quasar, por sua vez, emite enormes quantidades de energia que supostamente limparão o gás que resta da galáxia - a matéria-prima necessária para a formação de novas estrelas - interrompendo, assim, a fase de formação estelar.

“Em poucas palavras, a intensa formação estelar dos dias de glória das galáxias acabou também por ser a sua perdição ao alimentar os buracos negros nos seus centros, os quais rapidamente limpam ou destroem as nuvens de formação estelar,” explica David Alexander, da Universidade Durham.