Astrofísicos fazem descoberta que poderia mudar nossa compreensão de como as galáxias morrem

Por , em 24.06.2019

A pesquisadora e professora de física e astronomia Allison Kirkpatrick, da Universidade do Kansas (EUA), fez uma descoberta surpreendente que parece derrubar suposições sobre como galáxias amadurecem e morrem.

Ela encontrou algo que está chamando de “quasares frios” – galáxias com uma abundância de gás frio que ainda podem produzir novas estrelas, apesar de ter um quasar no centro.

Tais quasares podem representar uma fase até então desconhecida do ciclo de vida de toda galáxia.

Quasar

Um quasar, ou “fonte de rádio quase estelar”, é essencialmente um buraco negro supermassivo mega agitado. Gás caindo em direção a um quasar no centro de uma galáxia forma um “disco de acreção” que pode lançar uma quantidade incompreensível de energia eletromagnética, muitas vezes com uma luminosidade centenas de vezes maior que uma galáxia típica.

Normalmente, a formação de um quasar é semelhante a uma aposentadoria galáctica – os cientistas pensam que isso sinaliza o fim da capacidade de uma galáxia de produzir novas estrelas.

“Todo o gás que está se acumulando no buraco negro está sendo aquecido e emitindo raios-X”, esclarece Kirkpatrick. “Algo que está emitindo raios-X é uma das coisas mais quentes do universo. Esse gás começa a acender no buraco negro e começa a se mover em velocidades relativísticas. Também tem um campo magnético ao redor deste gás. Da mesma forma que há erupções solares, pode ter jatos de material subindo através desses campos magnéticos e sendo atirados para longe do buraco negro. Estes jatos essencialmente sufocam o suprimento de gás da galáxia, então não há mais como formar novas estrelas. Depois que uma galáxia parou de formar estrelas, dizemos que está passivamente morta”.

O problema é que a pesquisa de Kirkpatrick trouxe uma surpresa: ao analisar galáxias, ela percebeu que cerca de 10% das que hospedam buracos negros supermassivos tinham uma fonte de gás frio remanescente após entrar nessa fase, e ainda estavam criando novas estrelas.

Como assim?

Kirkpatrick identificou os objetos usando o mapa digital Sloan Digital Sky Survey, o mais detalhado do universo disponível. Em seguida, vasculhou a região com o telescópio XMM Newton, examinando os raios-X. Por fim, utilizou o telescópio espacial Herschel, um telescópio de infravermelho distante, para detectar poeira e gás na galáxia.

Algumas das galáxias têm assinaturas de fusão óbvias, algumas se parecem muito com a Via Láctea e têm braços espirais muito óbvios, e algumas são realmente compactas. Desta população diversa, mais 10% estão com “quasares frios” ainda produzindo estrelas, o que é realmente único e inesperado.

“Estas são fontes muito compactas, azuis, luminosas. Se parecem exatamente como você esperaria que um buraco negro supermassivo parecesse nos estágios finais depois de ter apagado todas as estrelas em uma galáxia. Estão evoluindo para uma galáxia elíptica passiva, no entanto, encontramos também muito gás frio nelas. Essa é a população que estou chamando de ‘quasares frios’”, afirma a pesquisadora.

A astrofísica suspeita que os “quasares frios” representam um breve período ainda a ser reconhecido nas fases finais do tempo de vida de uma galáxia – em termos de vida humana, seria algo como uma “festa de aposentadoria”.

“Essas galáxias são raras porque estão em fase de transição – nós as capturamos logo antes da formação de estrelas na galáxia ser extinta e esse período de transição deve ser muito curto”, disse Kirkpatrick.

Suposições

As descobertas dão aos cientistas uma nova compreensão e detalhes de como a extinção da formação de estrelas nas galáxias ocorre, subvertendo os pressupostos sobre os quasares.

“Já sabíamos que os quasares passavam por uma fase obscura de poeira”, conta Kirkpatrick. “Sabíamos que eles passavam por uma fase muito encoberta onde a poeira cerca o buraco negro supermassivo. Chamamos isso de fase vermelha. Agora, encontramos esse regime de transição único que não conhecíamos. Antes, se você dissesse a alguém que havia encontrado um quasar luminoso com uma cor azul ótica – mas ainda com muita poeira, gás e formação estelar -, elas diriam: ‘Não, não é assim que deve ser’”.

Os próximos passos são determinar se a fase de “quasar frio” acontece com uma classe específica de galáxias, ou com todas as galáxias.

“Parece que esses objetos estão soprando sua própria poeira – então nós vemos isso como um objeto azul -, mas ainda não explodiram toda a poeira e gás nas galáxias hospedeiras. Esta é uma fase de transição, digamos de 10 milhões de anos. Em escalas de tempo universais, é um período realmente curto – e é difícil detectar esse tipo de coisa. Estamos fazendo o que chamamos de pesquisa cega para encontrar objetos que não estávamos procurando. E ao encontrá-los, isso poderia implicar que acontece com todas as galáxias”, conclui Kirkpatrick. [Phys]

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