Caros Leitores,
Espreitando através de grossos muros de gás e poeira que cercam os núcleos confusos de galáxias em fusão, os astrônomos estão obtendo sua melhor visão ainda de pares próximos de buracos negros supermassivos enquanto eles marcham em direção à coalescência em mega buracos negros.
Espreitando através de grossos muros de gás e poeira que cercam os núcleos confusos de galáxias em fusão, os astrônomos estão obtendo sua melhor visão ainda de pares próximos de buracos negros supermassivos enquanto eles marcham em direção à coalescência em mega buracos negros.
Uma equipe de pesquisadores liderada por Michael
Koss, da Eureka Scientific Inc., em Kirkland, Washington, https://eurekasci.com/
realizou a maior pesquisa dos núcleos de galáxias próximas em luz
infravermelha, usando imagens de alta resolução tiradas pelo Telescópio
Espacial Hubble da NASA e pelo WM Keck. Observatório no Havaí. As
observações do Hubble representam mais de 20 anos de instantâneos de seu vasto
arquivo.
Essas imagens
revelam o estágio final de uma união entre um par de núcleos galácticos nos
núcleos confusos de galáxias em colisão. A imagem à esquerda, tirada pela
Wide Field Camera 3 do Hubble, mostra a galáxia em fusão NGC 6240. Um close-up
dos dois núcleos brilhantes desta união galáctica é mostrado à
direita. Essa visão, captada pela luz infravermelha, atravessa a densa
nuvem de poeira e gás que envolve as duas galáxias em colisão e descobre os
núcleos ativos. Os buracos negros pesados nesses núcleos estão crescendo
rapidamente à medida que se alimentam de gás lançado pela fusão da galáxia. O
rápido crescimento dos buracos negros ocorre durante os últimos 10 milhões a 20
milhões de anos da fusão.
Créditos: NASA, ESA e M. Koss (Eureka Scientific,
Inc.)
"Ver os pares de núcleos de galáxias fundidos
associados a esses imensos buracos negros tão próximos foi bastante
surpreendente", disse Koss. "Em nosso estudo, vemos dois núcleos
da galáxia bem quando as imagens foram tiradas. Você não pode argumentar com isso;
é um resultado muito 'limpo', que não depende da interpretação."
As imagens também fornecem uma visualização em
close de um fenômeno que deve ter sido mais comum no início do universo, quando
as fusões de galáxias eram mais frequentes. Quando as galáxias colidem,
seus buracos negros monstros podem liberar energia poderosa na forma de ondas
gravitacionais, o tipo de ondulação no espaço-tempo que só recentemente foi
detectada por experimentos inovadores.
O novo estudo também oferece uma prévia do que provavelmente
acontecerá em nosso próprio quintal cósmico, em vários bilhões de anos, quando
nossa Via Láctea se combina com a vizinha galáxia de Andrômeda e seus
respectivos buracos negros centrais se misturam.
"Simulações de computador de galáxias mostram que
os buracos negros crescem mais rapidamente durante os estágios finais das
fusões, perto do momento em que os buracos negros interagem, e é isso que
encontramos em nossa pesquisa", disse Laura Blecha, da Universidade de
Flórida, em Gainesville. "O fato de os buracos negros crescerem cada
vez mais rápido à medida que as fusões avançam nos mostra que os encontros com
galáxias são realmente importantes para nossa compreensão de como esses objetos
se tornaram monstruosamente grandes".
Uma fusão de galáxias é um processo lento que dura
mais de um bilhão de anos, quando duas galáxias, sob o impulso inexorável da
gravidade, dançam uma na direção da outra antes de finalmente se
unirem. As simulações revelam que as galáxias levantam muito gás e poeira
enquanto se submetem a um acidente de trem em câmera lenta.
Imagens de quatro outras galáxias em colisão, junto com vistas em close
de seus núcleos aglutinantes nos núcleos brilhantes, são mostradas sob os
instantâneos do Hubble de NGC 6240. A imagem da esquerda de cada par, mostrando
as galáxias em fusão, foi tomada pelo Panoramic Survey. Sistema de Telescópio e
Resposta Rápida (Pan-STARRS). A imagem da direita, mostrando os núcleos
brilhantes, foi tirada em luz infravermelha pelo Observatório WM Keck, no
Havaí, usando óptica adaptativa para aguçar a vista.
Os núcleos de cada uma das fotos infravermelhas do Observatório Hubble e
Keck têm apenas cerca de 3.000 anos-luz de distância - quase um abraço em
termos cósmicos. Se houver pares de buracos negros, eles provavelmente se
fundirão nos próximos 10 milhões de anos para formar um buraco negro mais
massivo. Essas observações fazem parte do maior levantamento de todos os
núcleos de galáxias próximas, usando imagens de alta resolução em luz
infravermelha captadas pelos observatórios Hubble e Keck. A distância
média das galáxias da pesquisa é de 330 milhões de anos-luz da Terra.
Créditos: NASA, ESA e M. Koss
(Eureka Scientific, Inc.); Observatório WM Keck; Telescópio de
Levantamento Panorâmico e Sistema de Resposta Rápida (Pan-STARRS)
O material ejetado muitas
vezes forma uma cortina espessa ao redor dos centros das galáxias coalescentes,
protegendo-os de vista na luz visível. Parte do material também cai nos
buracos negros nos núcleos das galáxias em fusão. Os buracos negros
crescem rapidamente enquanto se alimentam com sua comida cósmica, e, sendo
comedores confusos, eles fazem o gás inflar brilhar intensamente. Este
rápido crescimento ocorre durante os últimos 10 milhões a 20 milhões de anos do
sindicato. As imagens do Hubble e do Keck Observatory capturaram visões de
perto deste estágio final, quando os buracos negros preenchidos estão separados
por apenas 3.000 anos-luz - quase um abraço em termos cósmicos.
Não é fácil encontrar
núcleos de galáxias tão próximos. A maioria das observações prévias de
galáxias em colisão capturaram os buracos negros que coalescem em estágios
iniciais quando eles estavam cerca de 10 vezes mais distantes. O estágio
final do processo de fusão é tão evasivo porque as galáxias que interagem estão
envoltas em poeira e gás densos e requerem observações de alta resolução em luz
infravermelha que podem ver através das nuvens e identificar as localizações
dos dois núcleos que se fundem.
A equipe primeiro procurou
por buracos negros visualmente obscurecidos, peneirando 10 anos de dados de
raios X do Telescópio de Alerta de Explosão (BAT) a bordo do Telescópio Neil
Gehrels Swift da NASA, um observatório espacial de alta energia. "O
gás que cai nos buracos negros emite raios-X, e o brilho dos raios-X indica a
rapidez com que o buraco negro está crescendo", explicou
Koss. "Eu não sabia se encontraríamos fusões ocultas, mas
suspeitávamos, com base em simulações de computador, que elas estariam em
galáxias densamente encobertas. Por isso, tentamos espiar através da poeira com
as imagens mais nítidas possíveis, na esperança de encontrar coalescências.
buracos negros ".
Os pesquisadores vasculharam o arquivo do Hubble, identificando as
galáxias fundidas que viram nos dados de raios-X. Eles então usaram a
visão super-nítida e quase infravermelha do observatório Keck para observar uma
amostra maior de buracos negros produtores de raios X não encontrados no
arquivo do Hubble.
"As pessoas já haviam realizado estudos para procurar esses
buracos negros interativos antes, mas o que realmente possibilitou esse estudo
em particular foram os raios X que podem romper o casulo de poeira", disse
Koss. "Nós também parecemos um pouco mais longe no universo, para que
pudéssemos examinar um volume maior de espaço, dando-nos uma chance maior de
encontrar buracos negros mais luminosos e de rápido crescimento."
A equipe visou galáxias com uma distância média de 330 milhões de
anos-luz da Terra. Muitas das galáxias são semelhantes em tamanho às
galáxias da Via Láctea e Andrômeda. A equipe analisou 96 galáxias do
Observatório Keck e 385 galáxias do arquivo do Hubble encontrado em 38
diferentes programas de observação do Hubble. As galáxias da amostra são
representativas do que os astrônomos encontrariam ao realizar uma pesquisa em
todo o céu.
Para verificar seus resultados, a equipe de Koss comparou as
galáxias da pesquisa com outras 176 galáxias do arquivo do Hubble que não
possuem buracos negros que crescem ativamente. A comparação confirmou que
os núcleos luminosos encontrados no censo dos pesquisadores de galáxias que
interagem empoeiradas são de fato uma assinatura de pares de buracos negros em
rápido crescimento que se dirigem para uma colisão.
Quando os dois buracos negros supermassivos em cada um desses
sistemas finalmente se juntam em milhões de anos, seus encontros produzirão fortes
ondas gravitacionais. Ondas gravitacionais produzidas pela colisão de dois
buracos negros de massa estelar já foram detectadas pelo Observatório de Ondas
Gravitacionais por Interferômetro a Laser (LIGO). Observatórios como a
planejada antena espacial baseada em espaço da NASA / ESA (LISA) serão capazes
de detectar as ondas gravitacionais de baixa frequência de fusões supermassivas
de buracos negros, que são um milhão de vezes mais massivas que as detectadas
pelo LIGO.
Futuros telescópios infravermelhos, como o planejado Telescópio
Espacial James Webb da NASA e uma nova geração de telescópios gigantes baseados
em terra, fornecerão uma sonda ainda melhor de colisões de galáxias
empoeiradas, medindo as massas, a taxa de crescimento e a dinâmica de pares de
buracos negros próximos. O telescópio Webb também pode ser capaz de olhar
em luz infravermelha média para descobrir mais interações de galáxias, tão
encapsuladas em gás e poeira espessos que até mesmo a luz infravermelha próxima
não pode penetrá-los.
Os resultados da equipe aparecerão online na edição de 7 de
novembro de 2018 da revista Nature . https://www.nature.com/
O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação
internacional entre a NASA e a ESA (Agência Espacial Européia). O Centro
de Voos Espaciais Goddard, da NASA, em Greenbelt, Maryland, administra o
telescópio. O Instituto de Ciência do Telescópio Espacial (STScI) em
Baltimore, Maryland, conduz operações científicas do Hubble. O STScI é
operado pela NASA pela Associação de Universidades de Pesquisa em Astronomia,
em Washington, DC
Instituto de Ciência do
Telescópio Espacial Donna Weaver / Ray Villard , Baltimore,
Maryland
410-338-4493 /
410-338-4514
Michael Koss
Eureka Scientific Inc., Kirkland, Washington
Última
atualização: 7 de novembro de 2018
Editor: Karl
Hille
Fonte:
NASA / Hubble - 7 de novembro de 2018
HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Pesquisador Independente na Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e
Climatologia).
Membro da Society for Science
and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National
Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa do projeto S`Cool Ground Observation
(Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s
Radiant Energy System) administrado pela NASA.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and
Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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