Os campos magnéticos desempenham um papel muito maior na formação e estruturação dos discos de acreção dos buracos negros supermassivos do que se pensava anteriormente. Esta descoberta foi feita através de uma simulação inédita conduzida por uma equipe de astrofísicos liderada pelo Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech).
Utilizando supercomputadores, os cientistas simularam a trajetória do gás primordial do universo primitivo até o estágio em que ele forma discos de material que alimentam buracos negros supermassivos, conhecidos como discos de acreção. Os resultados desafiam ideias mantidas por astrônomos desde a década de 1970, abrindo novas possibilidades para a compreensão do crescimento e evolução dos buracos negros e das galáxias.
A pesquisa envolveu duas grandes colaborações: o projeto FIRE (Feedback in Realistic Environments), focado em escalas maiores do universo, e o STARFORGE, que examina escalas menores, como a formação de estrelas em nuvens de gás. Pela primeira vez, a equipe conseguiu preencher a lacuna entre essas duas escalas com uma simulação de altíssima resolução.
Um dos principais pontos revelados foi que os discos de acreção não são planos como panquecas, mas sim mais “fofos” devido ao suporte fornecido pelos campos magnéticos. Para visualizar a formação desses discos ao redor dos buracos negros supermassivos, os pesquisadores utilizaram um “super zoom-in” em um buraco negro com cerca de 10 milhões de vezes a massa do Sol, simulando desde o início do universo. A simulação detalhou como um fluxo gigante de material começa a girar em torno do buraco negro, formando um disco de acreção que brilha intensamente à medida que o material é puxado pela gravidade.
A nova simulação mostrou que a pressão dos campos magnéticos nos discos de acreção é 10.000 vezes maior que a pressão térmica, contrariando teorias antigas que minimizavam o papel dos campos magnéticos. Isso altera muitas previsões sobre a massa, densidade, espessura e geometria dos discos de acreção.
Os resultados desta pesquisa foram detalhados no artigo “FORGE’d in FIRE: Resolving the End of Star Formation and Structure of AGN Accretion Disks from Cosmological Initial Conditions”, publicado no The Open Journal of Astrophysics. Eles abrem novos caminhos para a pesquisa cosmológica, permitindo um entendimento mais profundo da formação estelar, fusão de galáxias e a primeira geração de estrelas no universo.
