Acredita-se que os buracos negros mais famintos devorem tanto material ao seu redor que acabam com a vida de sua galáxia hospedeira. Esse processo de festa é tão intenso que cria um objeto altamente energético chamado quasar - um dos objetos mais brilhantes do universo - à medida que a matéria giratória é sugada para a barriga do buraco negro. Agora, os pesquisadores descobriram uma galáxia que está sobrevivendo às forças vorazes do buraco negro, continuando a gerar novas estrelas - cerca de 100 estrelas do tamanho do Sol por ano.
A descoberta do telescópio da NASA em um avião, o Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, pode ajudar a explicar como as galáxias massivas surgiram, embora o Universo hoje seja dominado por galáxias que não formam mais estrelas. Os resultados são publicados no Astrophysical Journal.
SOFIA, um projeto conjunto da NASA e do Centro Aeroespacial Alemão, DLR , estudou uma galáxia extremamente distante, localizada a mais de 5,25 bilhões de anos-luz de distância, chamada CQ4479. Em seu núcleo está um tipo especial de quasar que foi recentemente descoberto por Kirkpatrick, chamado de "quasar frio". Nesse tipo de quasar, o buraco negro ativo ainda está se alimentando de material de sua galáxia hospedeira, mas a intensa energia do quasar não destruiu todo o gás frio, então as estrelas podem continuar se formando e a galáxia continua viva. Esta é a primeira vez que os pesquisadores dão uma olhada detalhada em um quasar frio, medindo diretamente o crescimento do buraco negro, a taxa de nascimento de estrelas e quanto gás frio resta para abastecer a galáxia.
“Ficamos surpresos ao ver outra galáxia excêntrica que desafia as teorias atuais”, disse Kevin Cooke, pesquisador de pós-doutorado da University of Kansas em Lawrence, Kansas, e principal autor deste estudo. “Se esse crescimento em tandem continuar, o buraco negro e as estrelas ao seu redor triplicariam de massa antes que a galáxia chegue ao fim de sua vida” .
Como um dos objetos mais brilhantes e distantes do Universo, os quasares, ou "fontes de rádio quase estelares", são notoriamente difíceis de observar porque muitas vezes ofuscam tudo ao seu redor. Eles se formam quando um buraco negro especialmente ativo consome grandes quantidades de material da galáxia circundante, criando fortes forças gravitacionais. À medida que mais e mais material gira cada vez mais rápido em direção ao centro do buraco negro, o material se aquece e brilha intensamente. Um quasar produz tanta energia que muitas vezes ofusca tudo ao seu redor, cegando tentativas de observar sua galáxia hospedeira. As teorias atuais preveem que essa energia aquece ou expulsa o gás frio necessário para criar estrelas, impedindo o nascimento de estrelas e causando um golpe letal no crescimento de uma galáxia.
Em vez de observar diretamente as estrelas recém-nascidas, o SOFIA usou seu telescópio de 9 pés para detectar a luz infravermelha que irradia da poeira aquecida pelo processo de formação de estrelas. Usando dados coletados pelo instrumento Airborne Wideband Camera-Plus da SOFIA , ou HAWC + , os cientistas foram capazes de estimar a quantidade de formação de estrelas nos últimos 100 milhões de anos.
“SOFIA nos permite ver nesta breve janela de tempo onde os dois processos podem coexistir”, disse Cooke. “É o único telescópio capaz de estudar o nascimento de estrelas nesta galáxia sem ser sobrecarregado pelo quasar intensamente luminoso” .
A curta janela de buraco negro conjunto e crescimento de estrelas representa uma fase inicial na morte de uma galáxia, onde a galáxia ainda não sucumbiu aos efeitos devastadores do quasar. Pesquisas contínuas com SOFIA são necessárias para saber se muitas outras galáxias passam por um estágio semelhante com buraco negro conjunto e crescimento de estrelas antes de finalmente atingirem o fim da vida. Observações futuras com o Telescópio Espacial James Webb , que está programado para ser lançado em 2021, podem revelar como os quasares afetam a forma geral de suas galáxias hospedeiras.
SOFIA é um projeto conjunto da NASA e do Centro Aeroespacial Alemão. O Ames Research Center da NASA no Vale do Silício da Califórnia gerencia o programa SOFIA, a ciência e as operações de missão em cooperação com a Universities Space Research Association, com sede em Columbia, Maryland, e o German SOFIA Institute na Universidade de Stuttgart. A aeronave é mantida e operada pelo Armstrong Flight Research Center Building 703 da NASA, em Palmdale, Califórnia. O instrumento HAWC + foi desenvolvido e entregue à NASA por uma equipe de várias instituições liderada pelo Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA.
Membros da mídia interessados em cobrir este tópico devem entrar em contato com a redação da NASA Ames .
Felicia Chou
Sede da NASA, Washington
felicia.chou@nasa.gov
Alison Hawkes
Ames Research Center, Silicon Valley, Califórnia
alison.hawkes@nasa.gov
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