Galáxias ejetam matéria de forma mais violenta do que o esperado
Uma nova análise revela que buracos negros supermassivos em galáxias ejetam matéria bariônica de forma muito mais agressiva do que se pensava anteriormente, explicando o gás cósmico ausente há muito tempo. Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, combinaram observações do fundo cósmico de micro-ondas para mapear como essa matéria comum diverge da matéria escura. As descobertas destacam o papel poderoso dos buracos negros na formação da distribuição de massa do universo.
Por anos, cosmólogos se perguntaram sobre o paradeiro da matéria bariônica, a substância comum feita de partículas como prótons e nêutrons que forma estrelas, planetas e gás. Embora a matéria escura domine o universo, os bárions pareciam parcialmente ausentes, com apenas alguns por cento presos em estrelas e o resto como gás difuso e difícil de detectar.
Boryana Hadzhiyska, da Universidade da Califórnia, Berkeley, e sua equipe abordaram isso analisando o fundo cósmico de micro-ondas — o brilho residual do big bang. Eles examinaram como a matéria bariônica projeta sombras nessa radiação e como campos gravitacionais de objetos massivos a distorcem. Isso permitiu que pinpointassem onde a matéria bariônica se agarra aos halos de matéria escura e onde ela se separa, tanto dentro das galáxias quanto no espaço intergaláctico.
Os resultados mostram que a matéria bariônica está mais espalhada do que a matéria escura, sugerindo que buracos negros supermassivos nos centros das galáxias a ejetam com violência inesperada. "A matéria consiste em matéria escura, que é o componente predominante, e matéria bariônica ou, essencialmente, gás. Para esse gás, apenas cerca de alguns por cento estão na forma de estrelas, e o resto na forma de gás difuso," explicou Hadzhiyska.
Especialistas elogiam o trabalho por esclarecer as influências dos buracos negros. "Entender exatamente como esse processo acontece e quão forte ele é, ou seja, quanta matéria pode realmente ser ejetada de uma galáxia dada permaneceu [até agora] extremamente incerto," disse Colin Hill, da Universidade de Columbia. "Isso nos dá uma sonda complementar para entender o papel dos buracos negros supermassivos em mover gás ao redor das galáxias," acrescentou Alex Krolewski, da Universidade de Waterloo.
Essas percepções poderiam resolver debates sobre a aglomeração do universo, onde a gravidade agrupa a matéria. A equipe planeja incorporar mais dados, como rajadas de rádio rápidas passando pelo gás. "Um 'censo de bárions' ainda melhor, com menos incertezas, ainda é necessário," observou Michael Shull, da Universidade do Colorado Boulder. Hadzhiyska espera que isso possa revelar desvios da cosmologia padrão, particularmente no comportamento da matéria escura. O estudo aparece em Physical Review D (DOI: 10.1103/kclp-x5j1) e arXiv (DOI: 10.48550/arXiv.2507.14136).