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Dados do James Webb revelam que a galáxia GS-10578, com 200 bilhões de massas solares, teve sua formação estelar interrompida precocemente pela ação de um buraco negro central, que bloqueou a entrada de gás frio necessário para criar novos sóis há bilhões de anos
Astrônomos identificaram a galáxia GS-10578 morta 3 bilhões de anos após o Big Bang. Com 200 bilhões de massas solares, o sistema colapsou quando um buraco negro bloqueou o combustível estelar, revelam dados da Universidade de Cambridge obtidos pelos telescópios Webb e ALMA.
Astrônomos encontraram uma “galáxia morta” pertencente à infância do universo, situada aproximadamente 3 bilhões de anos após o Big Bang. A galáxia GS-10578, apelidada de Galáxia de Pablo, possui estimadas 200 bilhões de vezes a massa do nosso Sol.
Este é um tamanho incrível para um ponto tão inicial no tempo. Dados do Telescópio Espacial James Webb e do Atacama Large Millimeter Array (ALMA) indicam que essa galáxia massiva foi provavelmente estrangulada pelo próprio buraco negro central.
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Análise da interrupção estelar precoce
A Universidade de Cambridge analisou os dados coletados por esses telescópios e descobriu que essa galáxia viveu rápido e morreu jovem. Aos três bilhões de anos de idade, ela deveria estar no auge, produzindo novos sóis com vigor juvenil.
No entanto, ela está morta devido a este buraco negro. Anteriormente, astrônomos acreditavam que uma galáxia só poderia morrer ou parar de fabricar estrelas por meio de um evento violento e repentino.
As teorias principais sugeriam que uma colisão massiva com outra galáxia ou uma única explosão do buraco negro teria que arrancar fisicamente todo o gás vital de uma só vez.
O processo de inanição lenta
Esta nova descoberta mostra que uma galáxia pode desaparecer muito mais silenciosamente, sucumbindo a uma fome lenta em vez de uma explosão catastrófica única. A galáxia parece um disco calmo e rotativo, afirmou o Dr. Francesco D’Eugenio, co-primeiro autor do Instituto Kavli de Cosmologia.
Essa estabilidade sugere que a galáxia não foi destruída por uma fusão. Em vez disso, sofreu uma morte por mil cortes, pois o buraco negro central aqueceu repetidamente o fluxo de gás frio.
Ela parou de formar estrelas há 400 milhões de anos, enqaunto o buraco negro ainda está ativo. A atividade atual e a explosão de gás observada não causaram o desligamento. Episódios repetidos provavelmente impediram o retorno do combustível, explicou D’Eugenio.
Ausência de hidrogênio frio
Usando o poder combinado do Webb e do ALMA, a equipe procurou pelo combustível da vida: gás hidrogênio frio. Eles não encontraram nada.
O buraco negro central reaqueceu constantemente o gás ao redor da galáxia, impedindo-o de resfriar.
Como as estrelas só podem se formar a partir de gás frio, esse calor persistente criou um sistema bloqueado onde nenhum novo combustível poderia entrar. A energia do buraco negro atuou como uma barreira permanente.
Isso eventualmente matou a galáxia de fome das matérias-primas necessárias para criar novas estrelas, em vez de uma explosão única. Mesmo com uma das observações mais profundas do ALMA, não havia essencialmente gás frio restante.
Observações detalhadas e fluxo de gás
Isso aponta para uma fome lenta em vez de um golpe mortal dramático, disse o Dr. Jan Scholtz, co-primeiro autor do Laboratório Cavendish de Cambridge e do Instituto Kavli de Cosmologia.
Embora a maioria das estrelas dessa galáxia tenha nascido em uma explosão massiva há mais de 11 bilhões de anos, sua vida produtiva foi interrompida muito mais rápido do que o esperado.
Dados do JWST mostram que o buraco negro central está atualmente expulsando o equivalente a 60 sóis de gás a cada ano, a uma volocidade de 400 quilômetros por segundo.
Esse vazamento agressivo significou que a galáxia drenou seu combustível restante em apenas 16 milhões de anos. Isso representa uma fração da vida útil de bilhões de anos típica para galáxias desse tamanho.
Explicação para galáxias antigas e estudos futuros
A descoberta ajuda a explicar por que o Telescópio Webb está encontrando tantas galáxias mortas e de aparência antiga no universo muito primitivo.
Não é necessário um cataclismo único para impedir a formação de estrelas, basta impedir que o combustível fresco entre, afirmou Scholtz.
Para confirmar esse efeito de fome, a equipe de Cambridge recebeu mais tempo com o JWST. O objetivo é estudar gases mais quentes e definir a física exata de como esses buracos negros interrompem a formação estelar. As descobertas foram relatadas na revista Nature Astronomy em 12 de janeiro.
