Galáxia de rádio em forma de arco e flecha descoberta por cientista cidadão

 Astrônomos descobriram uma radiogaláxia "notável" em forma de arco e flecha, com uma enorme estrutura em arco que se estende por quase 1,8 milhão de anos-luz. O sistema recém-identificado, detalhado em um novo artigo publicado hoje no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters , possui uma estrutura "altamente incomum" e assimétrica, diferente daquelas observadas em radiogaláxias comuns. 

Radiogaláxia RAD-BAARG, com a imagem de rádio de 144 MHz do radiotelescópio LOFAR mostrada em vermelho e a imagem óptica do levantamento BASS mostrada em cores RGB. Crédito: Hota et al (2026) e o RAD@home Collaboratory, CC BY

Foi detectado por uma equipe internacional de pesquisadores que trabalham com o RAD@home Astronomy Collaboratory, um projeto de ciência cidadã na Índia, usando imagens ultrassensíveis do radiotelescópio LOFAR (Low-Frequency Array). Eles afirmam que pode representar uma das assinaturas de rádio mais claras conhecidas de uma onda de choque gigante gerada por uma galáxia caindo supersônica em um aglomerado estelar.

"A estrutura desta fonte é diferente de qualquer radiogaláxia que eu tenha visto nos últimos 25 anos", disse o autor principal, Dr. Ananda Hota, fundador, diretor e investigador principal do Laboratório Colaborativo de Astronomia RAD@home. "Sua morfologia notável parece exibir indícios de interação entre plasma de rádio relativístico e um choque em grande escala gerado durante a queda da galáxia em um ambiente de aglomerado próximo."

A descoberta da fonte — denominada RAD-BAARG (Radiogaláxia Arco-e-Flecha) — foi feita utilizando dados do LOFAR Two-meter Sky Survey (LoTSS) , um dos levantamentos de rádio mais profundos já realizados em baixas frequências.

As radiogaláxias são alimentadas por buracos negros supermassivos localizados nos centros das galáxias, que lançam enormes jatos de plasma magnetizado relativístico no espaço intergaláctico.

Uma onda de choque iluminada por jatos de rádio

Em RAD-BAARG, os pesquisadores afirmam que um dos jatos parece interagir com uma grande estrutura semelhante a uma onda de choque, formada quando a galáxia hospedeira atravessa o gás quente circundante em direção a um aglomerado de galáxias próximo.

Semelhante à onda de choque formada à frente de uma aeronave supersônica, uma galáxia que se move mais rápido que a velocidade do som no meio intracúmulo circundante pode comprimir o gás ambiente e gerar uma frente de choque em grande escala.

De acordo com a equipe, o plasma emissor de ondas de rádio do RAD-BAARG parece iluminar essa estrutura, que de outra forma seria extremamente tênue, tornando-a visível em imagens de rádio de baixa frequência. O lado oeste da fonte contém um jato estreito que alimenta uma região de emissão em forma de setor e uma estrutura gigante em forma de arco que se estende por quase 560 quiloparsecs (1,8 milhão de anos-luz).

No lado oposto, o jato desenvolve uma morfologia distorcida em forma de S, seguida por uma tênue cauda deslocada que se estende por quase 600 quiloparsecs. A estrutura geral sugere uma forte interação entre o plasma de rádio e o ambiente circundante em grande escala.

Um cenário lotado e turbulento

A equipe de pesquisa descobriu que a galáxia hospedeira reside em um ambiente dinamicamente complexo que contém sistemas próximos em escala de aglomerado a distâncias semelhantes.

A morfologia observada é consistente com a interação entre os jatos de rádio e gradientes ambientais em grande escala, movimentos de gás em massa e possível compressão relacionada a choques associados à queda da galáxia.

Embora estudos teóricos e simulações computacionais prevejam há muito tempo ondas de choque em torno de galáxias em queda, detectá-las diretamente tem se mostrado extremamente difícil porque o gás circundante é extraordinariamente difuso e tênue.

Alguns sistemas candidatos já haviam sido sugeridos em observações de raios X, mas o RAD-BAARG fornece uma visão de rádio excepcionalmente detalhada de tal fenômeno.

O Dr. Pratik Dabhade, coautor principal do projeto e membro do Centro Nacional de Pesquisa Nuclear da Polônia, afirmou: "O BAARG é empolgante não apenas por seu formato impressionante de arco e flecha, mas também por estar situado em um ambiente complexo de múltiplos halos, onde fluxos de gás, influxos e possíveis choques podem remodelar o plasma de rádio."

"O LOFAR nos permite observar essa emissão tênue e de baixo brilho superficial com detalhes notáveis. Com o LoTSS DR3 e o futuro Observatório Square Kilometer Array (SKAO), poderemos encontrar muitos outros sistemas onde radiogaláxias revelam interações invisíveis entre jatos, galáxias e seus ambientes."

Outro autor principal, o Dr. Shubhrangshu Ghosh, da Universidade SRM de Sikkim, na Índia, disse: "A observação relatada revela a primeira imagem direta da morfologia característica em forma de arco em radiofrequência em relação a uma radiogaláxia em queda supersônica (muito provavelmente) em um meio de aglomerado — um exemplo espetacular, típico de livro didático, de uma grande onda de choque."

"A descoberta de mais fontes desse tipo e seu estudo durante a era do SKAO proporcionarão uma compreensão muito mais profunda da interação entre o jato e o meio ambiente, bem como dos consequentes processos de retroalimentação."

Ciência cidadã e as próximas pesquisas

A fonte incomum foi inicialmente descoberta pelo cientista cidadão Pranim Limbo, do projeto RAD@home, enquanto inspecionava imagens do levantamento LOFAR. Originária de uma região remota das montanhas do Himalaia e sem acesso a um grande instituto de astronomia, a descoberta destaca o poder da pesquisa científica cidadã colaborativa, que permite a estudantes universitários e aprendizes motivados participar de pesquisas astronômicas de ponta.

Desde 2013, o programa RAD@home tem capacitado participantes de toda a Índia a analisar dados astronômicos de telescópios de classe mundial e a contribuir para descobertas científicas profissionais, independentemente de suas origens geográficas ou institucionais.

A descoberta também aponta para possibilidades futuras de instalações de radioastronomia de próxima geração, como o SKAO, que está atualmente em construção e deverá se tornar o radiotelescópio mais poderoso do mundo.

Futuros levantamentos ultrassensíveis poderão revelar muitos outros exemplos de interações relacionadas a choques em torno de galáxias em queda e ajudar os astrônomos a entender melhor como as radiogaláxias evoluem dentro do ambiente cósmico em grande escala.

A equipe também espera que técnicas de inteligência artificial e aprendizado de máquina possam ser usadas para identificar outras radiogaláxias incomuns escondidas nos enormes volumes de dados esperados dos futuros levantamentos do céu em rádio.

Phys.org