Astrônomos confirmam núcleo galáctico ativo de baixa luminosidade na galáxia próxima NGC 3221.

Utilizando o satélite XMM-Newton da ESA, astrônomos da Universidade de Stanford e de outras instituições realizaram observações profundas em raios X de uma galáxia próxima conhecida como NGC 3221. A nova campanha observacional detectou um núcleo galáctico ativo (AGN) tênue nessa galáxia e forneceu mais informações sobre as propriedades desse sistema. As descobertas foram apresentadas em 23 de novembro no servidor de pré-impressão arXiv .

Imagem SDSS gri (azul-verde-vermelho) de NGC 3221. As posições das fontes pontuais (previamente conhecidas ou detectadas no artigo) estão indicadas. Crédito: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2511.18283 

A NGC 3221 é uma galáxia infravermelha luminosa, vista de perfil, com formação estelar ativa, localizada a cerca de 200 milhões de anos-luz da Terra. A galáxia possui uma massa estelar de aproximadamente 100 bilhões de massas solares e uma taxa de formação estelar (TFE) de 9,92 massas solares por ano.

Existe algum núcleo galáctico ativo (AGN) por aí?

Observações anteriores da NGC 3221 sugeriram que ela pode abrigar um núcleo galáctico ativo (AGN). Em geral, os AGNs são regiões compactas no centro das galáxias, mais luminosas que a galáxia circundante e muito energéticas devido à presença de um buraco negro ou à atividade de formação estelar no núcleo da galáxia.

Para verificar a presença de um núcleo galáctico ativo (AGN) no centro da NGC 3221, uma equipe de astrônomos liderada por Sanskriti Das, da Universidade de Stanford, utilizou a câmera EPIC (European Photon Imaging Camera) do telescópio espacial XMM-Newton para investigar essa galáxia em detalhes.

"Neste artigo, apresentamos as novas observações profundas do XMM-Newton/EPIC de uma galáxia próxima com alta inclinação e formação estelar, a NGC 3221, e fornecemos uma visão abrangente de seus diversos constituintes emissores de raios X, utilizando informações espaciais, temporais e espectrais", explicam os cientistas.

Os resultados das observações confirmaram a existência de um núcleo galáctico ativo (AGN) de baixa luminosidade em NGC 3221. Os astrônomos presumem que possa ser um AGN fortemente obscurecido, com emissão de raios X suaves proveniente do disco de acreção, ou um AGN Compton-espesso, com componente refletida e meio circumnuclear. Observações adicionais são necessárias para determinar qual dos dois cenários é o correto.

Regiões brilhantes, gás difuso e variabilidade de ULX

Além disso, as observações identificaram duas regiões brilhantes distintas no disco estelar de NGC 3221. Uma delas é uma fonte supersuave que emite exclusivamente na faixa de energia abaixo de 1 keV, e principalmente abaixo de 0,7 keV. A outra é a fonte de raios X suaves mais brilhante do disco e apresenta um formato espectral único e intrigante. 

Os astrônomos realizaram uma análise espectral do gás difuso dentro e ao redor do disco estelar da galáxia, que revelou duas fases em 0,15 keV e 0,55 keV. A fase quente mostrou-se uma ordem de magnitude mais fraca do que a fase morna-quente no disco, mas a primeira se estende mais além do disco.

Como parte do estudo, os pesquisadores também investigaram as curvas de luz de seis fontes de raios X ultraluminosas (ULXs) em NGC 3221. Como resultado, eles encontraram diversas escalas de tempo de variabilidade na luminosidade de banda larga e uma ampla gama de razões de dureza dessas fontes.

O estudo também descobriu que as fontes pontuais detectadas e não resolvidas em NGC 3221, com exceção do núcleo galáctico ativo (AGN), contribuem com aproximadamente 42% da luminosidade intrínseca não absorvida na faixa de 0,2–10 keV. De acordo com os autores do artigo, isso torna o componente difuso o principal contribuinte para a emissão de raios X na galáxia.

Phys.org