A Via Láctea inclui estrelas de todas as idades, incluindo estrelas que ainda estão se formando. Mas nas galáxias conhecidas como elípticas, todas as estrelas são velhas e têm aproximadamente a mesma idade. Isso indica que, no início de sua história, as galáxias elípticas tiveram um período de formação estelar ativa que terminou abruptamente. Por que essa formação estelar parou em algumas galáxias e não em outras não está totalmente claro. Uma possibilidade é que um buraco negro supermassivo destrua o gás em algumas galáxias, criando um ambiente inadequado para a formação de estrelas.
Para testar essa teoria, os astrônomos observam galáxias distantes. Devido à velocidade finita da luz, leva tempo para atravessar o vazio do espaço. A luz que vemos do objeto teve que viajar 10 bilhões de anos para chegar à Terra. Assim, olhando para galáxias distantes, parece que olhamos para o passado. As galáxias mais distantes parecem muito mais escuras, o que as torna mais difíceis de estudar.
Para superar essas dificuldades, uma equipe internacional liderada por Kei Ito da SOKENDAI no Japão usou o programa Cosmic Evolution Survey (COSMOS) para coletar amostras de galáxias entre 9,5 e 12,5 bilhões de anos-luz de distância. O COSMOS inclui dados sobre ondas de rádio, luz infravermelha, luz visível e raios-X.
Primeiro, a equipe usou dados ópticos e infravermelhos para identificar dois grupos de galáxias: aquelas onde a formação estelar continua e aquelas onde ela parou. A relação sinal-ruído dos dados de raios-X e ondas de rádio era muito fraca para identificar galáxias individuais. Assim, a equipe combinou os diferentes dados para obter uma imagem de galáxias "médias" com uma relação sinal-ruído mais alta. Nas imagens médias, a equipe confirmou a presença de raios-X e emissão de rádio em galáxias sem formação estelar.
Pela primeira vez, essas emissões foram detectadas para galáxias distantes a uma distância de mais de 10 bilhões de anos-luz. Além disso, os resultados mostram que a emissão de raios-X e rádio é forte demais para ser explicada apenas pela presença de estrelas na galáxia, indicando a presença de um buraco negro supermassivo ativo. O sinal da atividade do buraco negro é mais fraco para galáxias nas quais a formação estelar continua.
Esses resultados mostram que a interrupção abrupta da formação estelar no início do universo se correlaciona com o aumento da atividade do buraco negro supermassivo.
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