Na época quando os ancestrais humanos tinham recentemente começado a andar de forma ereta, o núcleo da Via Láctea passava por uma erupção titânica, fazendo com que gases e outros materiais fossem expelidos a uma velocidade de 3,2 milhões de quilômetros por hora.
© STScI/A. Feild (ilustração do fluxo de luz de distante quasar)
Agora, no mínimo 2 milhões de anos depois, os astrônomos estão testemunhando a consequência dessa explosão: nuvens de gás formando torres de cerca de 30.000 anos-luz acima e abaixo do plano da nossa galáxia.
A enorme estrutura foi descoberta a cinco anos atrás como um brilho de raios gama no céu na direção do centro galáctico. As feições em forma de balão têm sido observadas tanto em raios X como em ondas de rádio. Mas os astrônomos precisaram do telescópio espacial Hubble para medir pela primeira vez a velocidade e a composição dos misteriosos lobos. Eles agora estão calculando a massa do material que está sendo soprado para fora da nossa galáxia, e que poderia levar a determinar a causa da explosão, que tem alguns possíveis cenários.
Os astrônomos propuseram duas origens para os lobos bicolores: um frenético nascimento de estrelas no centro da Via Láctea ou a erupção de um buraco negro supermassivo. Embora os astrônomos têm visto ventos gasosos, compostos de jatos de partículas carregadas, emanando do núcleo de outras galáxias, eles têm agora a chance única de ver o que está acontecendo em detalhe na nossa própria galáxia.
“Quando você olha no centro das outras galáxias, os fluxos parecem muito menores, pois as galáxias estão bem distantes”, disse Andrew Fox do Space Telescope Science Institute, principal pesquisador que conduziu esse estudo. “Mas as nuvens de fluxo que nós estamos vendo estão a somente 25.000 anos-luz de distância na nossa própria galáxia. Nós estamos assistindo tudo, da primeira fileira. Nós podemos estudar os detalhes dessas estruturas. Nós podemos olhar quão grande as bolhas são e podemos medir quanto do céu elas estão cobrindo”.
Os gigantescos lobos, chamados de Bolhas de Fermi, inicialmente foram registrados pelo telescópio espacial de raios gama Fermi da NASA. A detecção de raios gama de alta energia, sugeria que um evento violento no núcleo da galáxia lançou agressivamente gás energizado no espaço. Para fornecer mais informações sobre os fluxos, Fox usou o instrumento, chamado de Cosmic Origins Spectrograph (COS), para pesquisar a luz ultravioleta de um quasar distante que localiza-se além da base da bolha norte. Impressa na luz à medida que ela viajava através do lobo está a informação sobre a velocidade, a composição, e a temperatura do gás em expansão dentro da bolha, um tipo de informação que só o COS consegue fornecer.
A equipe de Fox foi capaz de medir que o gás perto do lado da bolha está se movendo em direção a Terra e o gás no lado distante está viajando para longe da Terra. O espectro feito pelo COS mostra que o gás está passando pelo centro galáctico a uma velocidade absurda de cerca de 3,2 milhões de quilômetros por hora.
“Isso é exatamente a assinatura que nós sabemos que poderíamos conseguir se esse fosse um fluxo bipolar”, explicou Rongmon Bordoloi do Space Telescope Science Institute. “Essa é a linha de visada mais próxima que temos do centro da galáxia onde nós podemos ver a bolha sendo soprada para fora e energizada”.
As observações feitas com o COS também mediram, pela primeira vez, a composição do material que está sendo varrido na nuvem gasosa. O COS detectou silica, carbono e alumínio, indicando que o gás é enriquecido em elementos pesados produzidos dentro das estrelas e representa o remanescente fóssil da formação da estrela.
O COS mediu a temperatura do gás em aproximadamente 9.700 ºC, que é muito mais fria do que a maior parte dos fluxos de gás super aquecidos que temos por aí, que têm temperaturas de cerca de 1.000.000 ºC. “Nós estamos vendo um gás mais frio, talvez um gás interestelar no disco da nossa galáxia, sendo varrido por um fluxo quente”, explicou Fox.
Esse é o primeiro resultado numa pesquisa de mais de 20 quasares distantes cuja luz passa através do gás dentro ou logo fora das Bolhas de Fermi, como uma agulha furando um balão. Uma análise da amostra completa nos fornecerá a quantidade de massa que está sendo ejetada. Os astrônomos podem então comparar a massa do fluxo com as velocidades em vários locais nas bolhas para determinar a quantidade de energia necessária para gerar tal explosão e possivelmente revelar a origem do evento explosivo.
Uma possível causa para os fluxos é uma frenética formação de estrelas perto do centro galáctico que produz supernovas, que sopram o gás. Outro cenário é uma estrela ou um grupo de estrelas que está caindo no buraco negro supermassivo do centro da Via Láctea. Quando isso acontece, o gás super aquecido pelo buraco negro explode profundamente no espaço. Devido ao fato das bolhas terem um período de vida curto, se comparado com a idade da nossa galáxia, ele sugere que isso pode ser um fenômeno que está se repetindo na história da Via Láctea. Independente do que gerou isso, provavelmente ocorre de forma episódica, talvez somente quando o buraco negro possui uma concentração de material.
“Podem existir repetidas ejeções de material que foram sopradas, e nós estamos registrando somente a última. Estudando a luz desses outros quasares, no nosso programa, nós seremos capazes de detectar os fósseis dos fluxos anteriores”, disse Fox.
Ventos galácticos são comuns nas galáxias de formação de estrelas, como a M82, que está gerando estrelas de maneira furiosa em seu núcleo. “Parece existir um link entre a quantidade de formação de estrelas e se os fluxos acontecem ou não”, disse Fox. “Embora de maneira geral atualmente a Via Láctea produza de forma moderada uma ou duas estrelas em um ano, existe uma grande concentração de regiões de formação de estrelas, perto do centro da galáxia”.
© Hubble (M82)
Os resultados obtidos por Fox serão publicados no The Astrophysical Journal e foi apresentado no encontro da American Astronomical Society na semana passada, em Seatle.
Fonte: NASA
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