p Acredita-se que a formação e o crescimento da maioria das galáxias ao longo da história do universo foram alimentados por buracos negros supermassivos que crescem junto com sua galáxia hospedeira à medida que coletam matéria para atingir milhões de massas solares. Perseguir os estágios iniciais desses objetos extremos está entre as missões de futuros telescópios poderosos. p Uma nova e abrangente estimativa é agora apresentada num estudo conduzido por investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA). O estudo prevê o número de galáxias muito jovens com buracos negros supermassivos ativos em seus núcleos que deveriam ter existido quando o universo tinha menos de 7 por cento de sua idade atual, e que estão ao alcance de futuros raios-X e radiotelescópios já em construção. Foi publicado no Avisos mensais da Royal Astronomical Society , e apresentado esta semana na reunião SPARCS IX, onde a ciência e a tecnologia do futuro radiotelescópio Square Kilometer Array (SKA) estão sendo discutidas.

p Os resultados podem orientar os planos de observação mais eficazes para o SKA e para o observatório espacial de raios-X Athena da ESA. Ambos os observatórios serão usados ​​para examinar profundamente o mesmo período da história do universo explorado por este estudo.

p "Como há uma longa espera até que Athena e SKA estejam disponíveis para a ciência, há tempo para modificar seus objetivos para melhor, "diz Stergios Amarantidis, da IA ​​e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL), o primeiro autor do artigo. "Por exemplo, um artigo anterior de Atenas menciona uma previsão de uma ordem de magnitude a menos de buracos negros supermassivos do que encontramos. Eles usarão seus resultados para fazer um plano preliminar para pesquisas futuras. Nossos resultados agora podem ser usados ​​para melhorar a estratégia e preparar pesquisas mais eficazes. "

p Os autores estendem o trabalho anterior feito por outros na parte visível e de raios-X do espectro, adicionando previsões para observações de rádio e raios-X, e para o universo mais distante. Nesse contexto, Os raios X são produzidos por matéria muito quente em espiral extremamente rápida ao cair no buraco negro, e sinalizar galáxias com seus centros voltados para a Terra. Emissões de rádio, por outro lado, frequentemente sinalizam galáxias vistas de lado, e são produzidos por poderosos jatos de partículas ejetadas da vizinhança do buraco negro e interagindo com o gás fora da galáxia.

p Usando oito modelos computacionais desenvolvidos por outras equipes e aplicando o conhecimento atual sobre a evolução da galáxia, os pesquisadores previram que em uma área do céu do tamanho da lua cheia, Athena será capaz de detectar a atividade de raios-X por volta de 2, 500 buracos negros supermassivos nos núcleos de galáxias muito jovens no início do universo. Os resultados sugerem que as emissões de rádio serão menos abundantes nessas idades, mas telescópios poderosos como o SKA ainda serão capazes de identificar dezenas dessas fontes na mesma área do céu.

p Os modelos computacionais foram desenvolvidos e ajustados usando as observações dos ambientes onde as galáxias evoluem no universo próximo. Uma das limitações dos modelos, evidenciado por este estudo, é a sua fraca capacidade de prever poucos, altamente luminoso, centros galácticos ativos já conhecidos por existirem em épocas remotas. Aumentar o tamanho das simulações e dos recursos computacionais é necessário para superar essa limitação e entender corretamente como as primeiras galáxias e buracos negros supermassivos apareceram e evoluíram.

p "Este trabalho coloca em evidência os poderes preditivos dos atuais modelos de ponta de formação de galáxias, e nos guiará para fazer melhor uso dos poderosos telescópios que estão sendo construídos, "diz José Afonso, de IA e FCUL, e segundo autor do artigo. "Ao mesmo tempo, também mostra onde nossa compreensão das primeiras galáxias ativas ainda precisa ser melhorada, algo que exigirá todos os nossos esforços de observação durante os próximos anos. O universo primitivo ainda é muito difícil de explicar. "