No coração da maior parte das grandes galáxias (ou até mesmo em todas) existe um buraco negro de massa extremamente elevada, com uma massa de milhões de vezes, ou até bilhões de vezes, a massa do Sol.
© ESO (o campo Cosmos)
Em muitas galáxias, incluindo a nossa própria Via Láctea, o buraco negro central não se encontra em atividade. Mas em algumas galáxias, particularmente no início da história do Universo, o monstro central alimenta-se de material que emite imensa radiação à medida que cai no buraco negro.
Um dos mistérios por resolver é identificar a origem do material que ativa um buraco negro adormecido gerando violentas explosões no centro da galáxia, tornando-o assim num núcleo ativo de galáxia. Até agora, os astrônomos pensavam que a maioria destes núcleos ativos se “acendiam” quando se dava a fusão de duas galáxias ou quando duas galáxias passavam muito perto uma da outra e o material perturbado se tornava o combustível do buraco negro central. No entanto, novos resultados indicam que esta ideia pode estar errada no caso de muitas galáxias ativas.
Viola Allevato (Max-Planck-Institut für Plasmaphysik e Excellence Cluster Universe, Garching, Alemanha) e uma equipe internacional de cientistas da colaboração COSMOS observaram detalhadamente mais de 600 galáxias ativas numa região do céu extensivamente estudada, o chamado campo COSMOS. Tal como se esperava, os astrônomos descobriram que os núcleos ativos extremamente brilhantes são raros, enquanto que a maior parte das galáxias ativas nos 11 bilhões de anos anteriores são apenas moderadamente brilhantes. No entanto, os cientistas tiveram uma enorme surpresa: os novos dados mostram que a maioria das galáxias ativas mais comuns, as menos brilhantes, não se tornaram ativas devido à fusão de galáxias. Os resultados serão publicados na revista científica especializada Astrophysical Journal.
A presença de núcleos ativos de galáxias revela-se através dos raios X emitidos pela região que circunda o buraco negro. O observatório espacial XMM-Newton da ESA observou esta radiação e as galáxias foram subsequentemente observadas pelo Very Large Telescope do ESO, que mediu as distâncias a estes objetos. Quando se combinam os dois tipos de observações é possível fazer um mapa tridimensional que nos mostra onde se encontram as galáxias ativas.
“Demoramos mais de cinco anos, mas conseguimos obter um dos maiores e mais completos catálogos de galáxias ativas no céu de raios X,” diz Marcella Brusa, uma das autoras do estudo.
Os astrônomos utilizaram este novo mapa para determinar a distribuição das galáxias ativas e compararam estes resultados às predições feitas pela teoria. Determinaram também como é que esta distribuição varia à medida que o Universo envelhece - desde há aproximadamente 11 bilhões de anos até recentemente.
A equipe descobriu que os núcleos ativos são encontrados majoritariamente em galáxias de massa muito elevada, que contêm muita matéria escura. Este fato revelou-se surpreendente e nada consistente com as previsões feitas pela teoria - se a maior parte dos núcleos ativos fossem uma consequência de fusões e colisões entre galáxias seria de esperar que fossem encontrados em galáxias com massa moderada (cerca de um trilhão de vezes a massa do Sol). A equipe descobriu que a maior parte dos núcleos ativos se encontra em galáxias com massas cerca de 20 vezes maiores do que o valor previsto pela teoria da fusão.
“Estes resultados indicam-nos que os buracos negros são normalmente alimentados por processos gerados no interior da própria galáxia, tais como instabilidades do disco e formação estelar violenta, em oposição a colisões de galáxias.”, diz Viola Allevato, autora principal do artigo que descreve este trabalho.
Alexis Finoguenov, que supervisou o trabalho, conclui: “Mesmo no passado distante, até cerca de 11 bilhões de anos atrás, as colisões de galáxias apenas justificam uma pequena percentagem das galáxias ativas moderadamente brilhantes. Nessa altura as galáxias estavam todas mais próximas umas das outras e portanto era de esperar que a fusão fosse mais frequente do que no passado mais recente. Por isso mesmo os novos resultados são ainda mais surpreendentes.”
Fonte: ESO
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