Alguns relacionamentos são escritos nas estrelas. Esse é definitivamente o caso de buracos negros supermassivos e suas galáxias hospedeiras, de acordo com um novo estudo da Universidade de Yale.

A "relação especial" entre os buracos negros supermassivos (SMBHs) e seus hospedeiros - algo que astrônomos e físicos observaram por um bom tempo - agora pode ser entendida como uma ligação que começa no início da formação de uma galáxia e tem uma palavra a dizer sobre como a galáxia e o SMBH em seu centro cresce com o tempo, observam os pesquisadores.

Um buraco negro é um ponto no espaço onde a matéria foi compactada com tanta força que cria uma gravidade intensa. Essa gravidade é forte o suficiente para que nem mesmo a luz escape de sua atração. Os buracos negros podem ser tão pequenos quanto um único átomo ou tão grandes quanto bilhões de milhas de diâmetro. Os maiores são chamados de buracos negros "supermassivos" e têm massas iguais a milhões - ou mesmo bilhões - de sóis.

SMBHs são frequentemente encontrados no centro de grandes galáxias, incluindo nossa própria galáxia, a via Láctea. Embora fosse teoricamente esperado que SMBHs existissem, as primeiras dicas observacionais foram detectadas na década de 1960; no início deste ano, o Event Horizon Telescope lançou a primeira silhueta de um buraco negro na galáxia Messier 87. Os astrofísicos continuam a teorizar sobre as origens dos buracos negros, como eles crescem e brilham, e como eles interagem com galáxias hospedeiras em diferentes ambientes astronômicos.

"Tem havido muita incerteza em relação à conexão SMBH-galáxia, em particular, se o crescimento de SMBH foi mais fortemente conectado à taxa de formação de estrelas ou à massa da galáxia hospedeira, "disse o astrofísico de Yale Priyamvada Natarajan, investigador sênior do novo estudo, que aparece no jornal Avisos mensais da Royal Astronomical Society . "Esses resultados representam a evidência teórica mais completa para o primeiro - a taxa de crescimento dos buracos negros parece estar fortemente acoplada à taxa na qual as estrelas se formam no hospedeiro."

Natarajan fez contribuições significativas para a nossa compreensão da formação, conjunto, e o crescimento de SMBHs, com respeito a seus arredores. Seu trabalho fala sobre a questão subjacente de se essas conexões são meras correlações ou sinais de causalidade mais profunda.

Natarajan e sua equipe - o primeiro autor Angelo Ricarte e Michael Tremmel de Yale e Thomas Quinn da Universidade de Washington - usaram conjuntos sofisticados de simulações para fazer a descoberta. Rômulo Chamado, a simulação cosmológica segue a evolução de diferentes regiões do universo desde logo após o Big Bang até os dias atuais e inclui milhares de galáxias simuladas que residem em uma ampla variedade de ambientes cósmicos.

As simulações de Romulus oferecem o instantâneo de mais alta resolução do crescimento do buraco negro, fornecendo uma visão totalmente emergente e mais nítida de como os buracos negros crescem dentro de uma ampla gama de galáxias hospedeiras, das galáxias mais massivas localizadas no centro de aglomerados de galáxias - regiões muito densas como centros de cidades lotados - até galáxias anãs muito mais comuns que habitam os subúrbios mais esparsos.

"Em um momento em que os impulsionadores do crescimento de buracos negros não são claros, essas simulações oferecem uma imagem simples. Eles simplesmente crescem junto com as estrelas, independentemente da massa da galáxia, o ambiente maior, ou a época cósmica, "disse Ricarte, um ex-aluno de graduação de Natarajan que agora é pós-doutorado em Harvard.

Uma das descobertas mais intrigantes do estudo, Ricarte notou, tem a ver com a forma como os maiores buracos negros do universo interagem com suas galáxias hospedeiras ao longo do tempo. Os pesquisadores descobriram que SMBHs e seus hospedeiros crescem em conjunto, e que o relacionamento é "autocorretivo, "independente do tipo de ambiente em que habitam.

"Se o SMBH começar a crescer muito rapidamente e ficar muito grande para sua casa galáctica, processos físicos garantem que seu crescimento desacelere em relação à galáxia, "Tremmel explicou." Por outro lado, se a massa do SMBH é muito pequena para sua galáxia, a taxa de crescimento do SMBH aumenta em relação ao tamanho da galáxia para compensar. "