Em poucos meses 6 tranquilas galáxias se transformaram em intensos quasares

Por , em 23.09.2019

Comparado com as nossas brevíssimas vidas humanas com os eventos em escalas astronômicas tendem a parecer extremamente lentos. Mas nem sempre é assim.

De uma maneira fenomenal, seis galáxias se transformaram de maneira impressionante em poucos meses. De galáxias relativamente tranquilas elas se transformaram a quasares ativos – os tipos mais brilhantes de galáxias, emitindo enormes quantidades de radiação.

Isso não é apenas incrivelmente legal – esses eventos podem ajudar a resolver um debate de longa data sobre o que produz a luz em um tipo específico de galáxia. De fato, eles podem indicar um tipo anteriormente desconhecido de atividade do núcleo galáctico.

Todas elas eram galáxias de região linear de baixa ionização nuclear (LINER, na sigla em inglês). Em termos de brilho elas são como os “filhos do meio” galácticos.

Galáxias LINER compõe um terço das galáxias conhecidas. Brilham mais mais do que as galáxias que possuem os gigantescos buracos negros supermassivos adormecidos no centro, mas não brilham tanto quanto as galáxias ativas (chamadas de galáxias de Seyfert), cujos buracos negros supermassivos estão devorando lanches cósmicos.

Galáxias quasares são as mais brilhantes das galáxias ativas; estão, na realidade, entre os objetos mais brilhantes de todo o universo. As emanações de ondas de rádio e luz que observamos são geradas pelo material que envolve o buraco negro, o disco de acreção.

“Identificamos um classe totalmente nova de núcleo galáctico ativo.”

O disco possui gás e poeira girando em altíssimas velocidades, como se fosse a água que gira pelo ralo da pia, o que gera um imenso atrito quando é puxado pela enorme força gravitacional do buraco negro central. Esse atrito produz luz e calor intensos; grandes jatos emitidos das regiões polares do buraco negro lançam ondas de rádio.

Há muita dúvida sobre o que exatamente produz toda essa luz nas galáxias LINER. Alguns astrônomos pensam que é produto de buracos negros; outros pensam que poderia ser o resultado de um surto de criação estelar – ou seja, muitas estrelas nascendo.

No entanto, quando uma equipe de pesquisadores liderada pela astrônoma Sara Frederick — Universidade de Maryland (EUA) — os primeiros nove meses de levantamento de dados celestiais do Zwicky Transient Facility, eles encontraram nada menos que seis galáxias LINER com uma estranha atividade.

“Para um dos seis objetos, pensamos que tínhamos observado um evento de perturbação das marés, que acontece quando uma estrela passa muito perto de um buraco negro supermassivo e é fragmentada”, disse Frederick.

“Mas descobrimos mais tarde que era um buraco negro anteriormente dormente passando por uma transição que os astrônomos chamam de ‘aparência mutável’, resultando em um quasar brilhante. Observar seis dessas transições, todas em galáxias LINER relativamente tranquilas, sugere que identificamos um classe totalmente nova de núcleo galáctico ativo”.

“Há algo completamente diferente acontecendo nessas galáxias.”

Transições visuais assim não são incomuns, mas não costumam ser tão dramáticas. O primeiro quasar que mudava de aparência foi descoberto em 2015, e foi na direção completamente oposta: era um quasar que escurecia em uma galáxia Seyfert.

Além do mais, essas mudança de aparência costumam ser observadas ocorrendo entre tipos diferentes de galáxias Seyfert, ou seja, galáxias que produzem tipos de luz diferentes. A luz geralmente depende de como a galáxia está orientada – aquelas em que vemos apenas a ponta, ou aquelas com o disco todo voltado para nós -, portanto essas transições são um mistério por si sós que talvez um dia sejam explicadas.

Essas transições de Seyfert foram o que a equipe se propôs a estudar.

“Em vez disso, encontramos toda uma nova classe de núcleo galáctico ativo capaz de transformar uma galáxia fraca em um quasar luminoso”, afirmou a astrônoma Suvi Gezari, também da Universidade de Maryland.

“A teoria sugere que um quasar deve levar milhares de anos para ser ativado, mas essas observações sugerem que isso pode acontecer muito rapidamente. Isso diz que a teoria está completamente errada. Pensávamos que a transformação das Seyfert era o principal quebra-cabeça. Mas agora temos um problema maior para resolver “.

Nenhuma das galáxias observadas possui formação de novas estrelas muito ativa — a mais ativa produz o equivalente a 1,27 sóis por ano. Outras pesquisas descobriram que muitas (mas com certeza não todas) as galáxias LINER também parecem não ter taxas de formação estelar alta.

Isso pode nos indicar que as seis galáxias observadas sejam uma classe diferente de galáxias.

Mas as novas descobertas também mostram que o que sabíamos sobre quasares também pode estar errado. O fato destas galáxias mudararem tão dramaticamente com tanta rapidez — nas escalas de tempo humanas — não coincide com a teoria dos quasares da atualidade. Tudo o que possa causar uma mudança tão extrema destas deve ser extremamente intenso.

“Essas seis transições foram tão repentinas e dramáticas que nos dizem que há algo completamente diferente acontecendo nessas galáxias”, disse Frederick.

“Queremos saber como essas quantidades maciças de gás e poeira podem repentinamente passar a cair em um buraco negro. Como poderíamos capturar essas transições em ação, isso abre muitas oportunidades para comparar como eram os núcleos antes e depois da transformação.”

A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal. [Science Alert]

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