quinta-feira, 6 de dezembro de 2012

Ecos de galáxias do passado

Uma nova classe de galáxias foi identificada com o auxílio do Very Large Telescope (VLT) do ESO, o telescópio Gemini Sul e o telescópio Canadá-França-Hawaii (CFHT).

© ESO (galáxia J2240)

Apelidadas galáxias "feijão verde” devido à sua aparência incomum, estas galáxias brilham sob a intensa radiação emitida pelo material que circunda os enormes buracos negros centrais e encontram-se entre os objetos mais raros do Universo.

Muitas galáxias têm um buraco negro gigante no seu centro, que faz com que o gás em sua volta brilhe. No caso das galáxias feijão verde toda a galáxia brilha e não apenas o centro. Estas novas observações revelam as regiões maiores e mais brilhantes já encontradas, que se pensa serem alimentadas por buracos negros centrais, muito ativos no passado mas que estão encerrando a atividade.

O astrônomo Mischa Schirmer do Observatório Gemini observou muitas imagens do Universo distante à procura de aglomerados de galáxias, mas quando viu um objeto numa imagem do telescópio Canadá-França-Hawaii, ficou espantado, o objeto parecia uma galáxia mas era verde brilhante. Não era como nenhuma galáxia que ele já tivesse visto antes, algo totalmente inesperado. Schirmer resolveu então pedir tempo de telescópio no Very Large Telescope do ESO para descobrir o que estaria causando o brilho verde incomum.

"O ESO concedeu-me muito rapidamente tempo de observação e apenas alguns dias depois de ter submetido a minha proposta, este estranho objeto foi observado pelo VLT", diz Schirmer. "Dez minutos depois dos dados terem sido adquiridos no Chile, estavam já no meu computador na Alemanha. Rapidamente defini as minhas prioridades de trabalho de investigação, quando se tornou evidente que tinha encontrado algo realmente novo".

O novo objeto tem o nome J224024.1-092748 ou J2240, situa-se na constelação do Aquário e a sua luz levou cerca de 3,7 bilhões de anos para chegar até nós.

Depois da descoberta, a equipe de Schirmer vasculhou uma lista de quase um bilhão de galáxias e encontrou mais 16 galáxias com propriedades semelhantes, que foram posteriormente confirmadas por observações feitas com o telescópio Gemini Sul. Estas galáxias são tão raras que existe, em média, apenas uma em cada cubo de 1,3 bilhões de anos-luz de lado. Este novo tipo de galáxias foi apelidado galáxias feijão verde, devido à sua cor e porque superficialmente são parecidas às galáxias ervilha, embora sejam maiores. As galáxias ervilha são pequenas e luminosas, apresentando intensa formação estelar. Foram descobertas em 2007 pelos participantes do projeto astronômico Galaxy Zoo. Ao contrário das galáxias feijão, estas galáxias são muito pequenas - a nossa Via Láctea contém massa equivalente à de cerca de 200 galáxias ervilha normais. A semelhança entre as galáxias ervilha e as galáxias feijão verde limita-se à sua aparência, já que a maioria não se encontra relacionada entre si.

Em muitas galáxias o material que rodeia o buraco negro central de elevada massa emite radiação intensa, ionizando o gás circundante que brilha fortemente. Estas regiões brilhantes em galáxias ativas típicas são geralmente pequenas, não ultrapassando os cerca de 10% do diâmetro da galáxia. No entanto, as observações da equipe mostraram que, no caso de J2240 e das outras galáxias feijão verde descobertas posteriormente, esta região é verdadeiramente enorme, comportando toda a galáxia. A galáxia J2240 apresenta uma das maiores e mais brilhantes regiões deste tipo encontradas até agora. O oxigênio ionizado brilha intensamente em verde, o que explica a estranha cor que originalmente chamou a atenção de Schirmer.

"Estas regiões brilhantes são fantásticas para tentar entender a física das galáxias - é como enfiar um termômetro médico numa galáxia muito, muito distante", diz Schirmer. "Normalmente, estas regiões não são nem muito grandes nem muito brilhantes, e por isso só conseguem ser bem observadas em galáxias próximas. No entanto, nestas galáxias recentemente descobertas, as regiões são tão grandes e brilhantes que podem ser observadas com detalhes, apesar das enormes distâncias envolvidas".

A análise subsequente dos dados revelou outro mistério. A galáxia J2240 parece ter um buraco negro central muito menos ativo do que o esperado pelo tamanho e brilho da região. A equipe pensa que as regiões brilhantes devem ser um eco de quando o buraco negro estava muito mais ativo no passado e que irão gradualmente diminuindo de brilho à medida que os restos de radiação passam através delas e se perdem no espaço.

Em muitas galáxias ativas, o buraco negro central encontra-se obscurecido por enormes quantidades de poeira, o que torna difícil medir a sua atividade. Para descobrir se as galáxias feijão verde eram realmente diferentes de outras galáxias com centros escondidos, os astrônomos observaram-nas nos maiores comprimentos de onda do infravermelho, comprimentos de onda esses que penetram facilmente mesmo nas mais espessas nuvens de poeira. As regiões centrais da J2240, e das outras galáxias feijão verde, revelaram-se muito menos luminosas do que o esperado, o que significa que o núcleo ativo se encontra agora muito mais fraco do que o sugerido pelo brilho das regiões brilhantes.

Estas galáxias assinalam a presença de um centro galáctico que está se enfraquecendo, marcando uma fase transitória na vida de uma galáxia. No Universo primordial as galáxias eram muito mais ativas, com buracos negros em crescimento no seus centros, que engoliam as estrelas e o gás circundante e brilhavam intensamente, produzindo facilmente até 100 vezes mais luz do que todas as estrelas da galáxia juntas. Ecos de luz como o observado na J2240 permitem aos astrônomos estudar os processos de "desligamento" destes objetos ativos, de modo a compreender o como, quando e porquê eles irão apagar, e o motivo de que agora vemos tão poucos deles nas galáxias mais jovens. Isto é o que a equipe pretende estudar a seguir, continuando este trabalho com observações nos raios X e também observações espectroscópicas.

Fonte: ESO

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