"Clima" em aglomerados de galáxias pode explicar um quebra-cabeça de longa data, de acordo com uma equipe de pesquisadores da Universidade de Cambridge. Os cientistas usaram simulações sofisticadas para mostrar como jatos poderosos de buracos negros supermassivos são interrompidos pelo movimento de gás quente e galáxias, impedindo que o gás resfrie, que de outra forma poderia formar estrelas. A equipe publica seu trabalho no jornal Avisos mensais da Royal Astronomical Society .

Aglomerados típicos de galáxias têm vários milhares de galáxias membros, que pode ser muito diferente da nossa Via Láctea e variar em tamanho e forma. Esses sistemas são incorporados em gás muito quente conhecido como meio intracluster (ICM), todos os quais vivem em um halo invisível da chamada 'matéria escura'.

Um grande número de galáxias têm buracos negros supermassivos em seus centros, e estes geralmente têm jatos de alta velocidade de material que se estendem por milhares de anos-luz que podem inflar lóbulos muito quentes no ICM.

Os pesquisadores, baseado no Instituto Kavli de Cosmologia e no Instituto de Astronomia, realizaram simulações de última geração observando os lóbulos do jato em detalhes e os raios-X emitidos como resultado. O modelo captura o nascimento e a evolução cosmológica do aglomerado de galáxias, e permitiu aos cientistas investigar com realismo sem precedentes como os jatos e lóbulos que eles inflam interagem com um ICM dinâmico.

Eles descobriram que as observações simuladas de raios-X do aglomerado simulado revelaram as chamadas "cavidades de raios-X" e "bordas brilhantes de raios-X" geradas por jatos supermassivos acionados por buracos negros, que por si só é distorcido por movimentos no cluster, assemelham-se notavelmente aos encontrados em observações de aglomerados de galáxias reais.

O Dr. Martin Bourne, do Instituto de Astronomia de Cambridge, liderou a equipe. Ele comentou:"Desenvolvemos novas técnicas computacionais, que utilizam a mais recente tecnologia de computação de alto desempenho, para modelar pela primeira vez os lóbulos do jato com mais de um milhão de elementos em aglomerados totalmente realistas. Isso nos permite colocar os processos físicos que impulsionam a liberação da energia do jato sob o microscópio. "

À medida que as galáxias se movem no aglomerado, a simulação mostra que eles criam uma espécie de "clima, "movendo-se, deformando e destruindo os lóbulos quentes de gás encontrados no final dos jatos do buraco negro. Os lóbulos do jato são extremamente poderosos e, se interrompidos, entregar grandes quantidades de energia ao ICM.

A equipe de Cambridge acredita que esse mecanismo de interrupção do clima do cluster pode resolver um problema persistente:entender por que o gás ICM não esfria e forma estrelas no centro do cluster. O chamado quebra-cabeça do "fluxo de resfriamento" atormenta os astrofísicos há mais de 25 anos.

As simulações realizadas fornecem uma solução nova e tentadora que pode resolver este problema. O Dr. Bourne comentou:"A combinação das enormes energias bombeadas para os lóbulos do jato pelo buraco negro supermassivo e a capacidade do cluster meteorológico de interromper os lóbulos e redistribuir essa energia para o ICM fornece um mecanismo simples e elegante para resolver o resfriamento problema de fluxo. "

Uma série de telescópios espaciais de raios-X de próxima geração serão lançados em órbita na próxima década. Esses instrumentos avançados devem ajudar a resolver o debate - e se o clima intergaláctico realmente impede o nascimento de estrelas.