Um buraco negro supermassivo, no interior de uma galáxia minúscula, está desafiando as ideias dos cientistas acerca do que acontece quando duas galáxias se tornam uma.
© DCT/NRL (imagem óptica do sistema Was 49)
Was 49 é o nome de um sistema que consiste de uma grande galáxia de disco, referida como Was 49a, em fusão com uma galáxia anã muito menor chamada Was 49b. A galáxia anã gira dentro do disco da galáxia maior, a cerca de 26.000 anos-luz do seu centro. Graças à missão NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA, os cientistas descobriram que a galáxia anã é tão luminosa em raios X de alta energia, que deve hospedar um buraco negro supermassivo muito maior e mais poderoso do que o esperado.
"Este é um sistema completamente diferente e é contrário ao que entendemos das fusões galácticas," comenta Nathan Secrest, autor principal do estudo e pós-doutorado do U.S. Naval Research Laboratory, em Washington.
Os dados do NuSTAR e do SDSS (Sloan Digital Sky Survey) sugerem que a massa do buraco negro da anã é enorme, em comparação com galáxias de tamanho semelhante, tendo mais de 2% da própria massa da galáxia.
Não era esperado que as galáxias anãs hospedavam buracos negros supermassivos assim tão grandes. "Este buraco negro pode ser centenas de vezes mais massivo do que o que seria de esperar para uma galáxia deste tamanho, dependendo de como a galáxia evoluiu em relação a outras galáxias," realça Secrest.
O buraco negro da galáxia anã é o motor de um núcleo galáctico ativo (AGN), um fenômeno cósmico no qual a radiação altamente energética é expelida à medida que um buraco negro devora gás e poeira. Este AGN em particular parece estar coberto por uma estrutura gasosa e poeirenta com formato toroidal. As missões Chandra e Swift da NASA foram usadas para caracterizar mais detalhadamente a emissão de raios X.
Normalmente, quando duas galáxias começam a fundir-se, o buraco negro central da galáxia maior torna-se ativo, engolindo vorazmente gás e poeira e expelindo raios X altamente energéticos à medida que a matéria é convertida em energia. Isto ocorre porque, à medida que as galáxias se aproximam uma da outra, as suas interações gravitacionais criam um torque que encaminha gás para o buraco negro central da galáxia maior. Mas, neste caso, a galáxia menor abriga um AGN mais luminoso com um buraco negro supermassivo mais ativo e o buraco negro central da galáxia maior está relativamente silencioso.
Uma imagem óptica do sistema Was 49, compilada usando observações do Discovery Channel Telescope em Happy Jack, no estado norte-americano do Arizona, usa os mesmos filtros de cor que o SDSS. Dado que Was 49 está tão longe, estas cores estão otimizadas para separar a emissão de gás altamente ionizado, como a região cor-de-rosa em torno do faminto buraco negro supermassivo, da luz estelar "normal", vista em tons de verde. Isto permitiu com que os astrônomos determinassem com maior precisão o tamanho da galáxia anã que hospeda o buraco negro supermassivo.
A emissão rosa sobressai numa nova imagem graças à intensa radiação ionizante emanada pelo poderoso AGN. Enterrada dentro desta região de intensa ionização, está uma tênue coleção de estrelas, que se pensa fazer parte da galáxia que rodeia o enorme buraco negro. Estas características impressionantes situam-se na periferia da muito maior galáxia espiral Was 49a, que aparece esverdeada devido à distância e aos filtros ópticos usados.
Os cientistas ainda estão tentando descobrir porque é que o buraco negro supermassivo da galáxia anã Was 49b é tão grande. Podia já ser grande antes do início da fusão, ou poderá ter crescido durante uma fase muito inicial da fusão.
"Este estudo é importante porque pode fornecer novas informações sobre a formação e evolução dos buracos negros supermassivos neste tipo de sistemas," afirma Secrest. "Ao examinar sistemas como este, podemos encontrar pistas sobre como o buraco negro supermassivo da nossa própria Galáxia se formou."
Daqui a várias centenas de milhões de anos, os buracos negros da galáxia grande e da galáxia anã vão tornar-se num único monstruoso gigante.
Fonte: Astronomy
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