Meio interestelar, poeira de estrelas, buraco negro supermassivo

Formação de estrelas supermassivas através de acréscimo super competitivo em nuvens ligeiramente enriquecidas com elementos pesados


Segundo simulações de computador conduzidas por astrofísicos revelaram uma nova teoria para a origem de buracos negros supermassivos. Nesta simulação aponta os precursores de buracos negros supermassivos que, por sinal, crescem engolindo não apenas gás interestelar. Neste contexto também estrelas menores. Isso ajuda traçar e explicar o grande número de buracos negros supermassivos observados.


Desta maneira quase todas as galáxias do Universo moderno têm um buraco negro supermassivo em seu centro. Suas massas às vezes podem atingir até 10 bilhões de vezes a massa do Sol. No entanto, neste ponto de visita sua origem ainda é um dos grandes mistérios da astronomia. Portanto em, uma teoria popular é o modelo de colapso direto onde nuvens primordiais de gás interestelar entram em colapso sob auto gravidade para formar estrelas supermassivas. Por consequência, sabe, neste ponto visita que, evoluem em buracos negros supermassivos. Assim que, em estudos anteriores apontam que o colapso direto só funciona com gás puro que consiste apenas em hidrogênio e hélio. E ainda que, elementos mais pesados, como carbono e oxigênio, mudam a dinâmica do gás, fazendo com que o gás em colapso se fragmente em muitas nuvens menores que formam pequenas estrelas próprias, em vez de algumas estrelas supermassivas. Desta maneira, o colapso direto do gás imaculado sozinho não pode explicar o grande número de buracos negros supermassivos vistos hoje.

Segundo Sunmyon Chon e sua equipe usaram o Observatório Astronômico Nacional do supercomputador do Japão "ATERUI II", foi realizado simulações de alta resolução 3D de longo prazo para testar a possibilidade de que estrelas supermassivas pudessem se formar mesmo em gás enriquecido com elementos pesados. Deste modo verificaram a formação de estrelas em nuvens de gás, incluindo elementos pesados. Em outro aspecto do ponto de visita técnico, tem sido difícil de simular por causa do custo computacional de simulação e a divisão violenta do gás. Mas, contudo, com os avanços tecnológicos mais expressivos do poder computacional, especificamente a alta velocidade de cálculo do "ATERUI II" encomendado em 2018, permitiram que a equipe superasse esse desafio. Desta maneira, essas novas simulações tornam possível de estudar a formação de estrelas a partir de nuvens de gás com mais detalhes.

Ao contrário de cenários das previsões anteriores, está equipe de pesquisadores atuais descobriu que estrelas supermassivas ainda podem se formar a partir de nuvens de gás enriquecidas com elementos pesados. De sorte como esperado, a nuvem de gás se rompe violentamente e muitas estrelas menores se formam. No entanto, se bem que, há um forte fluxo de gás em direção ao centro da nuvem; as estrelas menores são arrastadas por esse modo de fluxo e são engolidas pelas estrelas massivas no centro. O fato que, as simulações resultaram na formação de uma estrela massiva 10.000 vezes mais massiva do que o Sol. Segundo explicação de Sunmyon Chon: "Esta é a primeira vez que mostramos a formação de um precursor de buraco negro tão grande em nuvens enriquecidas em elementos pesados. Desta maneira acreditamos que a estrela gigante assim formada continuará a crescer e evoluir para um buraco negro gigante".

Desta forma, o novo modelo mostra que não apenas o gás primordial. Mas, assim como, também o gás contendo elementos pesados, desta pode formar em estrelas gigantes, desta maneira são as sementes de buracos negros. Segundo explicações do professor Kazuyuki Omukai da Universidade de Tohoku: "Nosso novo modelo é capaz de explicar a origem de mais buracos negros do que os estudos anteriores, e esse resultado leva a uma compreensão unificada da origem dos buracos negros supermassivos".

Pode-se dizer, que a real motivação vinda da equipe liderada por Sunmyon Chon e o professor Kazuyuki Omukai, fez o papel principal para empenho de sucesso, de certo modo, então o supercomputador transformou a tese em realidade. Ora, essas consequências mostram o gás enriquecido com elementos pesados que tornasse evidente a origem dos buracos negros supermassivos, afinal, nova perspectiva do desenvolvimento das galáxias do Universo moderno.

Fonte

Sunmyon Chon, Kazuyuki Omukai, Supermassive star formation via super competitive accretion in slightly metal-enriched clouds, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 494, Issue 2, May 2020, Pages 2851–2860, https://doi.org/10.1093/mnras/staa863

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