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Registrada a Maior Explosão de Buraco Negro da História

Erupção de matéria poderia mostrar como galáxias perdem massa

Jesse Emspak e SPACE.com
ESO/L. Calçada
Concepção artística da enorme descarga ejetada do quasar SDSSJ1106+1939
Astrônomos observaram uma galáxia distante que expulsa material com dois trilhões de vezes a energia emitida pelo Sol – a maior erupção desse tipo já vista. A ejeção de matéria poderia responder uma pergunta importante sobre o Universo: por que os buracos negros nos centros das galáxias são tão leves? 

Modelos computadorizados do Universo primitivo normalmente produzem um Cosmo virtual que se parece com o nosso, exceto por uma coisa: a razão da massa dos buracos negros nos centros das galáxias em relação ao resto da matéria que a constitui é maior nas simulações do que no Universo real.

Cientistas acham que as galáxias estão se livrando de grande parte da massa que acabaria caindo em seus buracos negros centrais. Até agora, no entanto, pesquisadores não tinham uma explicação para esse acontecimento.

Para expelir matéria de galáxias, é necessário energia. “Precisávamos de alguns dados sobre a energia de buracos negros super massivos”, contou Nahum Arav, astrofísico do Virginia Tech, à SPACE.com

Buracos negros supermassivos são candidatos óbvios, por se tratarem dos objetos mais energéticos conhecidos. Algumas galáxias contendo buracos negros ativos, chamados de quasares, são mais brilhantes que qualquer outra coisa no Universo. “Nossas simulações mostraram que se permitíssemos que o quasar liberasse grandes quantidades de energia mecânica, as massas das galáxias se adequariam às observações”, observou Arav. 

Arav conduziu uma equipe que observou o quasar SDSSJ1106+1939, originada na época em que o Universo tinha apenas três bilhões de anos (no momento o Universo tem cerca de 13,7 bilhões de anos). A maioria dos quasares está a milhões ou até bilhões de anos-luz de distância, o que significa que nós os vemos como eles eram muito tempo atrás. Dessa forma, eles oferecem uma janela única para o passado, para a época em que as galáxias eram jovens.

Os pesquisadores usaram um instrumento chamado de espectrômetro, que divide a luz em seus comprimentos de onda constituintes, anexado ao Very Large Telescope, do Observatório Europeu do Sul, no Chile. Esse instrumento revelou uma nuvem gigante de gás quente, ionizado, que foi expulsa da galáxia a quase oito mil quilômetros por segundo, ou cerca de 2,6% da velocidade da luz. A maior parte do gás é hidrogênio, com alguns traços de hélio e outros elementos como o carbono.

A energia necessária para esse disparo é cinco vezes maior que a energia já exibida por qualquer outro quasar até o momento.

O simples tamanho dessa ejeção já demonstra uma maneira com a qual galáxias jovens descarregam massa: a energia que normalmente vemos como radiação em um quasar pode ser transformada em energia cinética, ou energia de movimento. Essa erupção está expulsando aproximadamente 400 vezes a massa do Sol todos os anos, e eventos assim duram de 10 a 100 milhões de anos.

Isso, de acordo com Arav, poderia ser o segredo do porquê galáxias geralmente são menos massivas do que deveriam ser, e do porquê os buracos negros em seus centros são do tamanho que são. “Isso dá aos teóricos algo com que trabalhar”, apontou ele.

Arav explicou que o mecanismo exato dessas ejeções de massa ainda não está claro, e que suas próprias observações ainda não são suficientes. Trabalhos futuros podem permitir que astrônomos e cosmólogos desenvolvam hipóteses.

Saavik Ford, professor associado de astronomia do Bronx Manhattan Community College, e pesquisador associado do Museu Americano de História Natural, observou que se esse fenômeno se provar comum, ele também poderia ajudar a responder várias outras questões. Uma delas é porque alguns aglomerados de galáxias ficam embutidos em gases que emitem raios-X, o que exigiria alguma fonte de energia. A descoberta também poderia ajudar astrônomos a entender porque a formação de estrelas em algumas galáxias elípticas massivas parece parar no momento em que o faz.

Mas a descoberta não é clara. Arav declarou que quer fazer mais observações para tentar encontrar mais quasares como esse. Se não conseguir, ou se essas descargas forem mais raras, então deve existir algum outro fenômeno em funcionamento. “Espero que em dois anos eu tenha uma bela amostra de uns 10”, confessou ele.

As novas observações estarã em um artigo de autoria de Benoite Borguet do Virginia Tech Lab, a ser publicado no próximo volume do The Astrophysical Journal
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