Um antigo e voraz buraco negro esconde uma galáxia de 11 bilhões de anos em seu brilho

Usando o Telescópio Espacial Hubble, uma equipe de astrônomos empregou uma técnica intrigante para descobrir uma galáxia elusiva com cerca de 11 bilhões de anos de idade. Em vez de observar a luz emitida por essa região distante, eles focaram na luz que ela absorve.

Um agrupamento de galáxias chamado de "Quinteto de Stephan", que contém uma galáxia impostora que na verdade está muito mais próxima da Terra do que as outras. (Crédito da imagem: NASA, ESA e Equipe ERO do Hubble SM4) 

Normalmente, os astrônomos estudam galáxias analisando a luz emitida por suas estrelas, que abrange uma ampla gama de comprimentos de onda no espectro eletromagnético. Diferentes telescópios são usados para capturar esses objetos cósmicos em diferentes comprimentos de onda, permitindo uma compreensão abrangente.

No entanto, quando uma galáxia se alinha com uma fonte de luz mais distante e luminosa, os astrônomos podem adotar uma abordagem diferente para suas observações. À medida que a luz da galáxia de fundo atravessa a galáxia em primeiro plano, ela encontra resistência do gás e da poeira na galáxia em primeiro plano, fazendo com que ela absorva certos comprimentos de onda.

Diferentes elementos químicos absorvem luz em comprimentos de onda específicos, tornando possível detectar “lacunas” na saída de luz, ou espectros, da fonte de fundo. Essas lacunas revelam o que a luz encontrou em sua jornada até nossos telescópios, indicando a absorção por objetos em primeiro plano.

Quasares, que são núcleos galácticos intensamente brilhantes alimentados por buracos negros supermassivos que emitem jatos de radiação e matéria, servem como uma fonte de fundo potencial para esse método. Johan Fynbo, um astrônomo do Cosmic Dawn Center, explicou que a equipe procura quasares com desvio para o vermelho, pois a poeira em galáxias em primeiro plano tende a absorver luz azul, mas não vermelha. Se uma galáxia empoeirada estiver em primeiro plano, a luz do quasar parecerá avermelhada.

A equipe identificou com sucesso várias galáxias absorventes examinando a luz desses quasares avermelhados. No entanto, seu próximo desafio foi detectar a luz emitida pela própria galáxia absorvente.

Quasares, quando posicionados precisamente atrás de uma galáxia, podem obstruir a visão de galáxias em primeiro plano devido à sua extrema luminosidade. Eles podem superar a luz combinada emitida por todas as estrelas de uma galáxia inteira. Detectar a própria saída de luz de uma galáxia absorvente nessas condições é comparável a tentar avistar uma vaga-lume na lâmpada de um farol a partir da costa.

Apesar do desafio formidável, Fynbo e seus colegas o aceitaram com entusiasmo. Infelizmente, eles ainda não identificaram a luz emitida pela galáxia absorvente recentemente descoberta, com 11 bilhões de anos de idade. No entanto, os padrões de absorção revelados por esse objeto são notáveis. Essa galáxia, observada quando o universo tinha cerca de 3 bilhões de anos, absorveu mais luz do que galáxias similares encontradas usando esse método, sugerindo que é uma galáxia mais madura, semelhante à Via Láctea. 

Lise Christensen, membro da equipe de descoberta e astrônoma do Cosmic Dawn Center, explicou que as características observadas na luz ausente fornecem informações sobre a poeira dentro da galáxia em primeiro plano, que parece ser semelhante à poeira vista na Via Láctea e em uma galáxia vizinha.

Além disso, a equipe determinou que a galáxia tem um contraparte luminosa nas proximidades, indicando que provavelmente está gravitacionalmente ligada à galáxia absorvente. Isso sugere que em algum momento após sua observação, essas duas galáxias podem ter formado um grupo de galáxias semelhante ao grupo local que abriga a Via Láctea.

Fynbo pretende revisitar essa região do espaço com outros instrumentos, incluindo o Telescópio Óptico Nórdico em La Palma, na esperança de detectar a galáxia absorvente emitindo sua própria luz. Essa descoberta adiciona ainda mais intriga ao estudo dessas galáxias, tornando-as ainda mais cativantes para os astrônomos.

A pesquisa da equipe foi aceita para publicação na revista Astronomy & Astrophysics, com uma versão pré-revisão por pares disponível no repositório de pesquisa arXiv. À medida que os astrônomos continuam a explorar os mistérios do universo, descobertas como essa nos aproximam ainda mais de entender os segredos das galáxias distantes e de nosso próprio cosmos em evolução.

Fonte: Live Science