Buraco negro cria fogos de artifícios em galáxia próxima

Um evento similar está acontecendo na galáxia Messier 106, como vistos pelo Telescópio Espacial Spitzer, pelo Observatório de Raios-X Chandra, da NASA e pelo Observatório Espacial Herschel da ESA, missão essa que tem importante contribuição da NASA. Jatos energéticos, que explodem do buraco central da Messier 106, estão aquecendo o material na galáxia e fazendo-a brilhar, como os ingredientes dos fogos de artifícios. Os jatos também energizam as ondas de choque que estão eliminando gases do interior da galáxia. Esses gases constituem o combustível para forjar novas estrelas. Um novo estudo estima que as ondas de choque já aqueceram e ejetaram dois terços do gás do centro da Messier 106. Com a habilidade reduzida de criar novas estrelas, a Messier 106 parece estar num período de transição, se transformando numa galáxia lenticular, repleta de estrelas velhas e vermelhas. As galáxias lenticulares são discos achatados sem braços espirais proeminentes. “Os jatos do buraco negro supermassivo no centro da Messier 106 estão tendo uma influência profunda no gás disponível para criar estrelas nessa galáxia”, disse Patrick Ogle, um astrofísico no Infrared Processing and Analysis Center no Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, e perincipal autor de um novo artigo que descreve os resultados. “Esse processo pode eventualmente transformar a galáxia espiral Messier 106 numa galáxia lenticular, esgotando o material bruto usado para formar estrelas”.

Muitas galáxias contêm um buraco negro central que ativamente se alimenta do gás próximo. Parte desse material, à medida que cai em direção ao buraco negro, é acelerado dramaticamente sendo espelindo violentamente como jatos gêmeos próximos dos polos do buraco negro. Sendo um dos vizinhos galacticos mais próximos da Via Láctea, a Messier 106 oferece uma grande oportunidade para se investigar esses poderosos jatos. A Messier 106, também conhecida como NGC 4528, está localizada a 23.5 milhões de anos-luz de distância da Terra, e pode ser observada com binóculos, se apontados na direção da constelação de Canes Venatici. Para o novo estudo, os pesquisadores usaram dados obtidos com o Telescópio Infravermelho Spitzer antrs do Observatório esgotar seu líquido de resfriamento em 2009, como planejado.

Os dados foram usados para mapear a emissão de luz infravermelha emitida pelas moléculas de hidrogênio aquecidas na Messier 106. O hidrogênio aquecido é uma assinatura do jato propagado pelo buraco negro central energizando o disco galáctico. Especificamente, o Spitzer, observou o hidrogênio aquecido nos dois misteriosos braços espirais pelos quais a Messier 106 é famosa. Esses braços não sao normais, como aqueles braços espirais repletos de estrelas encontrados em galáxias espirais , como a Via Láctea. Em uma pesquisa anterior, com o Spitzer e com o Chandra, os pesquisadores descobriram esses jatos gêmeos do buraco negro atingindo os bracos anômalos, que contêm gás aquecido a milhões de graus que brilham em raios-X, detectados pelo Chandra.

Nas porções mais internas dos braços espirais anômalos, as imagens infravermelhas do Spitzer revelaram o equivalente a 10 milhões de vezes a massa do Sol em hidrogênio molecular aquecido a temperaturas entre -28 e 760 graus Celsius, pelas ondas de choque. Sem as ondas de choque, esse gás seria mais frio, provavelmente a algumas centenas de graus abaixo de zero. A partir de uma comparação direta das imagens do Chandra e do Spitzer, Ogle e seus colegas viu que existia uma conexão próxima entre o gás que é aquecido a milhões de graus, visto pelo Chandra e o gás hidrogênio mais denso aquecido a centenas de graus visto pelo Spitzer. O jato é circundado por um casulo de gás super quente, que guia as ondas de choque no gás molecular ao redor, como um fogo de artifício pipocando no ar. O hidrogênio molecular então é aquecido, e emite luz infravermelha que é registrada pelo Spitzer.

As observações do Herschel, enquanto isso, registraram o calor irradiado pelos grãos de poeira que estão misturados com o gás aquecido pelas ondas de choque da galáxia. “Uma quantidade relativamente grande de emissão de gás molecular se comparada com a emissão da poeira confirma que a turbulência guiada pela onda de choque dos jatos do buraco negro está aquecendo o gás molecular”, disse o coautor do artigo Philip Appleton do NASA Herschel Science Center na Caltech. O Spitzer e o Herschel foram também capazes de registrar o nível de atividade de formação de estrelas na região central da Messier 106. O pouco gás deixado ali, leva a uma taxa de formação de estrelas de somente 0.08 massas solares por ano, só para comparação, uma galáxia com uma taxa de formação estelar, digamos saudável, gera cerca de 3 massas solares por ano.

A taxa de formação nas regiões mais internas da Messier 106 continuará a declinar até que os jatos ejetem todo o gás do centro da galáxia, transformando a Messier 106 numa galáxia lenticular. Nosso resultasos demonstram que esse jatos do buraco negro podem ter um impacto significante na evolução das galáxias que os hospedam, eventualmente esterelizando-as e fazendo com que elas fiquem sem gás necessário para formar novas estrelas”, disse Ogle. O Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, na Califórnia, gerencia a missão do Telescópio Espacial Spitzer para o Science Mission Directorate da NASA em Washington. Em 2009, o telescópio iniciou sua missão quente, que tira vantagens de ainda trabalhar com os canais que registram os comprimentos de onda mais curtos do observatório. As operações científicas são conduzidas no Spitzer Science Center no Caltech.

As operações da sonda estão baseadas na Lockheed Martin Space Systems Company em Littleton, no Colorado. Os dados são arquivados no Infrared Science Archive abrigado no Infrared Processing and AnalysisCenter na Caltech, a Caltech gerencia o JPL para a NASA. O Herschel é uma missão da ESA, com instrumentos científicos fornecidos por um consórcio de institutos europeus e com importante participação da NASA. embora o observatório tenha parado de fazer observações científicas em Abril de 2013, depois de esgotar o seu líquido de resfriamento, como esperado, os cientistas continuam a analisar os seus dados.

O Herschel Project Office da NASA fica baseado no JPL. O JPL contribuiu para a missão com dois dos três instrumentos científicos do Herschel. O NASA Herschel Science Center é parte do Infrared Processing and Analysis Center no Caltech. O Caltech gerencia o JPL para a NASA. O Marshall Space Flight Center em Huntsville, Alabama, gerencia o programa do Chandra para o Science Mission Directorate da NASA em Washington. O Smithsonian Astrophysical Observatory em Cambridge, Mass., controla as operações científicas e de voo do Chandra.

 Fonte: http://www.jpl.nasa.gov/