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A galáxia sobrevive ao banquete do buraco negro - por enquanto
Os pesquisadores descobriram uma galáxia que está sobrevivendo às forças vorazes de um quasar, continuando a gerar novas estrelas - cerca de 100 estrelas do tamanho do Sol por ano.
Por Universidades Space Research Association - 30/11/2020


Ilustração da galáxia chamada CQ4479. O buraco negro extremamente ativo no centro da galáxia está consumindo material tão rápido que o material brilha enquanto gira em direção ao centro do buraco negro, formando um quasar luminoso. Os quasares criam energia intensa que se pensava interromper todo o nascimento de estrelas e conduzir um golpe letal no crescimento de uma galáxia. Mas SOFIA descobriu que a galáxia CQ4479 está sobrevivendo a essas forças monstruosas, segurando gás frio suficiente, mostrado nas bordas em marrom, para gerar cerca de 100 estrelas do tamanho do Sol por ano, mostradas em azul. A descoberta está fazendo com que os cientistas repensem suas teorias da evolução galáctica. Crédito: NASA / Daniel Rutter

Acredita-se que os buracos negros devorem tanto material circundante que acabam com a vida de sua galáxia hospedeira. Nesse processo, eles criam um objeto altamente energético chamado quasar, que se pensava anteriormente para interromper o nascimento de estrelas. Agora, os pesquisadores descobriram uma galáxia que está sobrevivendo às forças vorazes de um quasar, continuando a gerar novas estrelas - cerca de 100 estrelas do tamanho do Sol por ano.

A descoberta feita pelo Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) pode explicar como as galáxias massivas surgiram, embora o Universo seja dominado por galáxias que já não formam estrelas. Os resultados são publicados no Astrophysical Journal .

"Isso nos mostra que o crescimento de buracos negros ativos não para o nascimento de estrelas instantaneamente, o que vai contra todas as previsões científicas atuais", disse Allison Kirkpatrick, professora assistente da Universidade de Kansas em Lawrence Kansas e coautora do estudo . "Isso está nos fazendo repensar nossas teorias sobre como as galáxias evoluem."

"SOFIA nos permite ver nesta breve janela de tempo onde os dois processos podem coexistir", disse Cooke. "É o único telescópio capaz de estudar o nascimento de estrelas nesta galáxia sem ser dominado pelo quasar intensamente luminoso."


SOFIA, um projeto conjunto da NASA e do Centro Aeroespacial Alemão, DLR, estudou uma galáxia extremamente distante, localizada a mais de 5,25 bilhões de anos-luz de distância, chamada CQ4479. Em seu núcleo está um tipo especial de quasar que foi descoberto recentemente por Kirkpatrick, chamado de "quasar frio". Nesse tipo de quasar, o buraco negro ativo ainda está se alimentando de material de sua galáxia hospedeira, mas a intensa energia do quasar não destruiu todo o gás frio, então as estrelas podem continuar se formando e a galáxia continua viva. Esta é a primeira vez que os pesquisadores dão uma olhada detalhada em um quasar frio, medindo diretamente o crescimento do buraco negro, a taxa de nascimento de estrelas e quanto gás frio resta para abastecer a galáxia.

"Ficamos surpresos ao ver outra galáxia excêntrica que desafia as teorias atuais", disse Kevin Cooke, pesquisador de pós-doutorado da Universidade de Kansas em Lawrence, Kansas, e principal autor deste estudo. "Se esse crescimento em tandem continuar, o buraco negro e as estrelas ao seu redor triplicariam de tamanho antes que a galáxia chegue ao fim de sua vida."

Como um dos objetos mais brilhantes e distantes do universo, os quasares, ou "fontes de rádio quase estelares", são notoriamente difíceis de observar, porque muitas vezes ofuscam tudo ao seu redor. Eles se formam quando um buraco negro especialmente ativo consome grandes quantidades de material da galáxia circundante, criando fortes forças gravitacionais. À medida que mais e mais material gira cada vez mais rápido em direção ao centro do buraco negro, o material se aquece e brilha intensamente. Um quasar produz tanta energia que muitas vezes ofusca tudo ao seu redor, cegando tentativas de observar sua galáxia hospedeira. As teorias atuais preveem que essa energia aquece ou expulsa o gás frio necessário para criar estrelas, impedindo o nascimento de estrelas e causando um golpe letal no crescimento de uma galáxia. Mas SOFIA revela, que há um período relativamente curto quando a galáxia '

Em vez de observar diretamente as estrelas recém-nascidas , o SOFIA usou seu telescópio de 9 pés para detectar a luz infravermelha que irradia da poeira aquecida pelo processo de formação de estrelas. Usando dados coletados pelo instrumento Airborne Wideband Camera-Plus da SOFIA, ou HAWC +, os cientistas foram capazes de estimar a quantidade de formação de estrelas nos últimos 100 milhões de anos.

"SOFIA nos permite ver nesta breve janela de tempo onde os dois processos podem coexistir", disse Cooke. "É o único telescópio capaz de estudar o nascimento de estrelas nesta galáxia sem ser dominado pelo quasar intensamente luminoso."

A curta janela de buraco negro conjunto e crescimento de estrelas representa uma fase inicial na morte de uma galáxia, onde a galáxia ainda não sucumbiu aos efeitos devastadores do quasar. Pesquisas contínuas com SOFIA são necessárias para saber se muitas outras galáxias passam por um estágio semelhante com buraco negro conjunto e crescimento de estrelas antes de finalmente atingirem o fim da vida. Observações futuras com o Telescópio Espacial James Webb, que está programado para ser lançado em 2021, revelariam como os quasares afetam a forma geral de suas galáxias hospedeiras .

 

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