NUSTAR examina intrigante fusão galática

Esta imagem ótica mostra o sistema Was 49, que consiste de uma grande galáxia de disco, Was 49a, em fusão com uma galáxia "anã" muito mais pequena, Was 49b. Crédito: DCT/NRL

Um buraco negro supermassivo, no interior de uma galáxia minúscula, está a desafiar as ideias dos cientistas acerca do que acontece quando duas galáxias se tornam uma. Was 49 é o nome de um sistema que consiste de uma grande galáxia de disco, referida como Was 49a, em fusão com uma galáxia "anã" muito mais pequena chamada Was 49b. A galáxia anã gira dentro do disco da galáxia maior, a cerca de 26.000 anos-luz do seu centro. Graças à missão NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) da NASA, os cientistas descobriram que a galáxia anã é tão luminosa em raios-X de alta energia, que deve hospedar um buraco negro supermassivo muito maior e mais poderoso do que o esperado.

"Este é um sistema completamente diferente e é contrário ao que entendemos das fusões galácticas," comenta Nathan Secrest, autor principal do estudo e pós-doutorado do Laboratório de Investigação Naval dos EUA em Washington. nOs dados do NuSTAR e do SDSS (Sloan Digital Sky Survey) sugerem que a massa do buraco negro da anã é enorme, em comparação com galáxias de tamanho semelhante, tendo mais de 2% da própria massa da galáxia.

"Nós não achávamos que as galáxias anãs hospedavam buracos negros supermassivos assim tão grandes," realça Secrest. "Este buraco negro pode ser centenas de vezes mais massivo do que o que seria de esperar para uma galáxia deste tamanho, dependendo de como a galáxia evoluiu em relação a outras galáxias. O buraco negro da galáxia anã é o motor de um núcleo galáctico ativo (AGN, em inglês "active galactic nucleus"), um fenómeno cósmico no qual a radiação altamente energética é expelida à medida que um buraco negro devora gás e poeira. 

Este AGN em particular parece estar coberto por uma estrutura gasosa e poeirenta em forma de donut. As missões Chandra e Swift da NASA foram usadas para caracterizar mais detalhadamente a emissão de raios-X. Normalmente, quando duas galáxias começam a fundir-se, o buraco negro central da galáxia maior torna-se ativo, engolindo vorazmente gás e poeira e expelindo raios-X altamente energéticos à medida que a matéria é convertida em energia. Isto ocorre porque, à medida que as galáxias se aproximam uma da outra, as suas interações gravitacionais criam um torque que encaminha gás para o buraco negro central da galáxia maior. 

Mas, neste caso, a galáxia menor abriga um AGN mais luminoso com um buraco negro supermassivo mais ativo e o buraco negro central da galáxia maior está relativamente silencioso. Uma imagem ótica do sistema Was 49, compilada usando observações do Telescópio do Discovery Channel em Happy Jack, no estado norte-americano do Arizona, usa os mesmos filtros de cor que o SDSS. Dado que Was 49 está tão longe, estas cores estão otimizadas para separar a emissão de gás altamente ionizado, como a região cor-de-rosa em redor do faminto buraco negro supermassivo, da luz estelar "normal", vista em tons de verde. 

Isto permitiu com que os astrónomos determinassem com maior precisão o tamanho da galáxia anã que hospeda o buraco negro supermassivo. A emissão rosa sobressai numa nova imagem graças à intensa radiação ionizante emanada pelo poderoso AGN. Enterrada dentro desta região de intensa ionização, está uma ténue coleção de estrelas, que se pensa fazer parte da galáxia que rodeia o enorme buraco negro. 

Estas características impressionantes situam-se na periferia da muito maior galáxia espiral Was 49a, que aparece esverdeada devido à distância e aos filtros óticos usados. Os cientistas ainda estão a tentar descobrir porque é que o buraco negro supermassivo da galáxia anã Was 49b é tão grande. Podia já ser grande antes do início da fusão, ou poderá ter crescido durante uma fase muito inicial da fusão.

"Este estudo é importante porque pode fornecer novas informações sobre a formação e evolução dos buracos negros supermassivos neste tipo de sistemas," afirma Secrest. "Ao examinar sistemas como este, podemos encontrar pistas sobre como o buraco negro supermassivo da nossa própria Galáxia se formou. Daqui a várias centenas de milhões de anos, os buracos negros da galáxia grande e da galáxia anã vão tornar-se num único monstruoso gigante.

FONTE: ASTRONOMIA ONLINE