"Parece haver uma ligação misteriosa entre a quantidade de matéria escura uma galáxia possui e do tamanho de seu buraco negro central, embora os dois operar em vastamente diferentes escalas", disse Akos Bogdan do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica (CfA ).
A pesquisa, divulgada em fevereiro de 2015, foi concebido para resolver uma controvérsia no campo. Observações anteriores tinham encontrado uma relação entre a massa do buraco negro central ea massa total de estrelas em galáxias elípticas. No entanto, estudos mais recentes têm sugerido uma correlação estreita entre as massas do buraco negro da galáxia e halo de matéria escura.Não ficou claro qual relacionamento dominado.
Em nosso universo, a matéria escura matéria supera o normal - as coisas todos os dias que vemos ao nosso redor - por um fator de 6 a 1. Sabemos que a matéria escura existe apenas a partir dos seus efeitos gravitacionais. Ele mantém juntos galáxias e aglomerados de galáxias. Cada galáxia está rodeado por um halo de matéria escura que pesa tanto quanto um trilhão de sóis e se estende por centenas de milhares de anos-luz.
Para investigar a ligação entre halos de matéria escura e os buracos negros supermassivos, Bogdan e seu colega Andy Goulding (Universidade de Princeton) estudaram mais de 3.000 galáxias elípticas. Eles usaram movimentos estelares como traçador para pesar buracos negros centrais das galáxias. Medições de raios-X de gás quente que rodeia as galáxias ajudou a pesar o halo de matéria escura, porque a matéria mais escura tem uma galáxia, o gás mais quente pode agarrar.
Eles encontraram uma relação clara entre a massa do halo de matéria escura ea massa do buraco negro - um relacionamento mais forte do que entre um buraco negro e estrelas da galáxia sozinho.
Esta ligação é provável que seja relacionado à forma como galáxias elípticas crescer. Uma galáxia elíptica é formado quando galáxias menores fundem, as suas estrelas e misturando-se a matéria escura e mistura juntos. Porque a matéria escura supera tudo o mais, ele molda a galáxia elíptica recém-formado e orienta o crescimento do buraco negro central.
"Com efeito, o ato de fusão cria um modelo gravitacional que a galáxia, as estrelas eo buraco negro vai seguir a fim de construir a si mesmos", explica Bogdan. A pesquisa baseou-se em dados do Sloan Digital Sky Survey eo satélite de raios-X ROSAT é tudo-Sky Survey.
A imagem na parte superior da página é uma imagem composta de dados do Observatório de Raios-X Chandra, da Nasa (mostrado em roxo) eo Telescópio Espacial Hubble (azul) da galáxia elíptica gigante, NGC 4649, localizada a cerca de 51 milhões anos-luz da Terra . Embora NGC 4649 contém um dos maiores buracos negros no Universo local, não há sinais evidentes de sua presença, porque o buraco negro está em um estado dormente. A falta de um ponto central brilhante tanto no raio-X ou imagens ópticas mostram que o buraco negro supermassivo não parece ser rapidamente puxando em direção ao seu material de horizonte de eventos, nem a geração de grandes quantidades de luz à medida que cresce. Além disso, a aparência muito lisa da imagem Chandra mostra que a produção dos raios X de gás quente não foi perturbada por explosões recentemente a partir de um buraco negro crescente.
Assim, a presença ea massa do buraco negro na NGC 4649, e outras galáxias como ele, tem que ser estudado de forma mais indirecta, acompanhando seus efeitos sobre estrelas e gás que o rodeiam. Através da aplicação de uma técnica inteligente, pela primeira vez, os cientistas usaram dados do Chandra para medir a massa para o buraco negro de cerca de 3,4 bilhões de vezes a do Sol A nova técnica aproveita a influência gravitacional do buraco negro tem no gás quente perto do centro da galáxia. Como o gás se instala lentamente em direção ao buraco negro, ele é comprimido e aquecido. Isto faz com que um pico da temperatura do gás à direita próximo do centro do Galaxy. Quanto maior a massa do buraco negro, maior o pico de temperatura detectado pelo Chandra.
O Galaxy diário via Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA)
Crédito da imagem: NASA / Hubble
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