A nova imagem de raios X de alta energia do Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) da NASA identificou os verdadeiros monstros de uma fusão galáctica.
© NASA/JPL-Caltech/GSFC (Arp 299)
As imagens acima de Arp 299 mostram duas galáxias em colisão, coletivamente chamadas de Arp 299, localizada a 134 milhões de anos-luz de distância. Cada uma das galáxias tem um buraco negro supermassivo em seu núcleo. Cada quadro mostra: o NuSTAR (esquerda), o NuSTAR e o Hubble (centro) e o Hubble (direita). A imagem do NuSTAR mostra claramente que o buraco negro no centro da galáxia da direita está ativo, emitindo raios X de alta energia provenientes da região interior do seu disco de acreção. O núcleo da galáxia à esquerda não exibe o mesmo nível de atividade. Na imagem do NuSTAR a energia dos raios X é representada pelas cores: vermelho (baixa), verde (média) e azul (alta).
Estas galáxias de Arp 299 apresentam um excesso de emissão ultravioleta nas suas regiões nucleares, um indicador de forte atividade. Como seria de esperar, com um tal ritmo de formação estelar, o Arp 299 é também uma fábrica de supernovas, tendo sido detectadas oito até agora: SN1990al, SN1992bu, SN1993G, SN1998T, SN1999D, SN2005U, SN2010O e SN2010P.
O NUSTAR revelou que o buraco negro localizado no lado direito do par está muito ativo, enquanto o seu parceiro está dormente ou escondido sob o gás e a poeira.
As descobertas estão ajudando os pesquisadores a entender como a fusão de galáxias pode desencadear buracos negros para iniciar a absorção de material, um passo importante na evolução das galáxias.
"Quando as galáxias colidem, o gás é sovado e conduzido em seus respectivos núcleos, alimentando o crescimento de buracos negros e a formação de estrelas", disse Andrew Ptak do Goddard Space Flight Center da NASA, principal autor deste novo estudo. "Queremos entender os mecanismos que desencadeiam os buracos negros para ligar e começar a consumir o gás."
O NUSTAR é o primeiro telescópio capaz de localizar de onde os raios X de alta energia estão vindo nas galáxias aglutinadas de Arp 299. Observações anteriores de outros telescópios, incluindo o observatório de raios X Chandra da Nasa e XMM-Newton da ESA, que detectam raios X de baixa energia, tinha indicado a presença de buracos negros supermassivos ativos no Arp 299. No entanto, não ficou claro a partir desses dados, se um ou ambos os buracos negros estavam se alimentando, desenvolvendo um disco de acreção muito luminoso, um processo em que um buraco negro absorve massa devido a atração gravitacional que arrasta o gás para ele.
Os novos dados de raios X do NUSTAR sobrepostos a uma imagem de luz visível do telescópio espacial Hubble mostram que o buraco negro da direita é, de fato, um faminto. Como se alimenta de gás, processos energéticos perto do buraco negro aquecido em torno de centenas de milhões de graus por elétrons e prótons, criando um plasma que impulsiona a luz visível até aos raios X de alta energia. Enquanto isso, o buraco negro na esquerda está num estado quiescente ou inserido em muito gás e poeira onde os raios X de alta energia não podem escapar.
Quando os núcleos das galáxias chegarem mais perto, as forças de maré pressionarão o gás e as estrelas em torno vigorosamente fazendo com que os dois buracos negros se unam.
O NUSTAR é ideal para estudar buracos negros fortemente obscurecidos, como os da Arp 299. Os raios X de alta energia pode penetrar o gás espesso, enquanto que os raios X de baixa energia e luz ficam bloqueados.
O estudo foi apresentado na 225ª reunião da Sociedade Astronômica Americana e foi aceito para publicação no Astrophysical Journal.
Fonte: NASA
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