p Nas últimas duas décadas, astrônomos concluíram que a maioria, se não todos, galáxias hospedam buracos negros massivos em seus centros - e as massas de um buraco negro e sua galáxia hospedeira são correlacionadas. Mas como os dois estão conectados? Agora, um aluno da Universidade do Havaí em Mānoa Institute for Astronomy (IfA) que participa do programa de Experiências de Pesquisa para Graduados (REU) da National Science Foundation (NSF), pode ter revelado parte da resposta. p Rebecca Minsley, estudante de graduação, participou do programa REU 2019 do IfA, trabalhando por 10 semanas com seu mentor, Maunakea Spectroscopic Explorer Vice-Cientista do Projeto Andreea Petric. Peneirando meticulosamente centenas de imagens de galáxias, Minsley começou a definir uma imagem mais clara da evolução da galáxia. "O crescimento da galáxia pode ser moldado por interações com outras galáxias que contribuem para buracos negros supermassivos (SMBH) que crescem dentro do centro da galáxia, "Minsley explicou.

p Gás e poeira entre estrelas, chamado meio interestelar (ISM), é o combustível tanto para o crescimento da SMBH quanto para a formação de novas estrelas. Mas um trabalho recente mostra que o ISM pode ter propriedades diferentes, especialmente sendo mais quente, em galáxias que hospedam um crescente buraco negro supermassivo em seus núcleos, em comparação com as galáxias que não o fazem. O gás mais quente tem menos probabilidade de colapsar em novas estrelas, portanto, esta descoberta pode sugerir que um crescimento central SMBH diminui a capacidade de uma galáxia de fazer novas estrelas.

p O que pode ser responsável pelo aquecimento do ISM? Luz das estrelas, especialmente de estrelas quentes, posso fazer isso. Mas as interações entre as galáxias - quando elas colidem ou simplesmente passam perto uma da outra - podem produzir ondas de choque em grande escala que comprimem gás menos denso, tornando mais provável a formação de estrelas. Minsley estudou as formas de 630 galáxias usando imagens da pesquisa Pan-STARRS. Ela classificou as galáxias em fusões, primeiras fusões, e não fusões. E então comparou as formas com a saída de luz das mesmas galáxias em comprimentos de onda do infravermelho médio mais longos, onde ela poderia estudar as propriedades do ISM.

p "Quando as galáxias se aproximam o suficiente, elas passam por uma espécie de dança galáctica até que eventualmente se aglutinam em uma entidade singular. Essas interações têm assinaturas bem documentadas que me permitiram categorizar nosso conjunto de galáxias, "Minsley disse." Este projeto me deu uma maior apreciação da complexidade e do emaranhamento de todos os processos que ocorrem dentro das galáxias e a pesquisa que está sendo feita para desconstruir sistemas galácticos é fascinante. "

p Minsley e colaboradores descobriram que dentro de galáxias com buracos negros ativos, o ISM é mais quente, as proporções de gás molecular quente para outros refrigerantes são maiores, e outras características de partículas de poeira têm uma gama mais ampla de valores do que em galáxias onde os buracos negros estão dormentes.

p "No universo próximo, descobrimos que o ISM quente de galáxias que hospedam buracos negros supermassivos em crescimento em seus centros difere daqueles que não o fazem, "explica Petric." Especulamos que os mesmos processos que canalizam o combustível para o SMBH também nos permitem detectar a transferência de energia de volta para o ISM da galáxia. " observações mais detalhadas, permitirá que os pesquisadores confirmem esses processos de transferência de energia.

p IfA faz parte do prestigioso programa REU há quase 20 anos, treinando mais de 130 alunos, alguns dos quais agora são líderes em diferentes campos da astronomia. Por causa desta oportunidade única de trabalhar no Havaí com instalações e cientistas de classe mundial, o IfA recebe mais de 500 inscrições a cada período. O foco de seu programa REU é identificar alunos com potencial para ter sucesso na pesquisa, mas pode não ter a oportunidade e os recursos.

p Nader Haghighipour, o investigador principal do programa REU do IfA, observado, "Com nossos mentores entre os líderes mundiais em seus respectivos campos, nossos alunos REU estão engajados em pesquisas de ponta. O trabalho de Rebecca é um excelente exemplo disso. Estamos muito orgulhosos de nossos alunos REU, já que quase todos continuaram seus estudos na pós-graduação, e muitos deles ganharam reconhecimento nacional. "

p Durante o semestre de outono de 2020, Diana Castaneda, estudante de graduação de Petric e UH Mānoa, continuará a investigar o ISM de galáxias que hospedam algumas das SMBH de crescimento mais luminoso no universo próximo, usando um espectrômetro a bordo da aeronave Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA). As observações do SOFIA permitirão a Castaneda e Petric obter mais informações sobre os processos pelos quais a energia está sendo transferida entre o SMBH em crescimento e o ISM.

p Este trabalho está publicado na edição de 10 de maio da Astrophysical Journal e está disponível em formulário pré-impresso em ArXiv .