Crédito da imagem: Chandra
Novas imagens tiradas pelo Observatório de Raios-X Chandra mostram galáxias em uma fase energética em seu desenvolvimento. Os astrônomos acreditam que este é apenas um estágio de um ciclo mais longo, onde o gás esfria para formar galáxias, que depois se fundem e criam um buraco negro supermassivo. Jatos de gás quente saem do buraco negro, varrendo toda a matéria, dando ao gás a chance de esfriar de volta? e então o ciclo começa novamente.
Imagens feitas pelo Observatório de Raios-X Chandra da NASA revelaram dois locais de construção cósmica distantes repletos de atividades. Esta descoberta mostra como buracos negros super maciços controlam o crescimento de galáxias massivas no universo distante.
Os raios X foram detectados a partir de vastas nuvens de partículas de alta energia em torno das galáxias 3C294 e 4C41.17, que estão a 10 e 12 bilhões de anos-luz da Terra, respectivamente. As partículas energéticas foram deixadas de eventos explosivos passados que podem ser rastreados através dos raios-X e jatos de rádio até os buracos negros super maciços localizados no centro das galáxias.
"Essas galáxias estão revelando uma fase energética na qual um buraco negro super massivo transfere energia considerável para o gás que rodeia as galáxias", disse Andrew Fabian, da Universidade de Cambridge, Inglaterra, principal autor de um artigo sobre 3C294 que será publicado na próxima edição do Monthly Avisos da Royal Astronomical Society. "Isso parece ser crucial para explicar as propriedades intrigantes das galáxias atuais, especialmente aquelas que se agrupam em grandes aglomerados", disse ele.
A imagem que está surgindo é de um grande ciclo cósmico. Uma região densa de gás intergalático esfria para formar várias galáxias menores, que se fundem para formar uma galáxia maior com um buraco negro super maciço. A galáxia e seu buraco negro central continuam a crescer até que a energia gerada pelos jatos da vizinhança do voraz buraco negro interrompa a queda de matéria no buraco negro. Milhões de anos após o desaparecimento da atividade do jato, a matéria voltará a cair no buraco negro e o ciclo começará novamente.
3C294 e 4C41.17 residem em regiões do espaço contendo um número incomumente alto de galáxias. O gás e as galáxias que cercam essas galáxias acabarão entrando em colapso para formar aglomerados de galáxias, alguns dos objetos mais maciços do universo. Embora 3C294 e 4C41.17 atinjam um tamanho gigantesco, através do acúmulo de matéria circundante que forma centenas de bilhões de estrelas, seu crescimento não é incontrolável.
"É como se a natureza tentasse impor um limite de peso ao tamanho das galáxias mais massivas", disse Caleb Scharf, da Universidade de Columbia, Nova York, e principal autor de um artigo sobre 4C41.17 a ser publicado no Astrophysical Journal. “As observações do Chandra nos deram uma pista importante de como isso ocorre. Os jatos de alta energia dão aos buracos negros super maciços um alcance estendido para regular o crescimento dessas galáxias ”, disse ele.
Em 3C294 e 4C41.17, os infernos em turbilhão de calor em torno de seus buracos negros super maciços lançaram jatos magnetizados de partículas de alta energia, identificadas pela primeira vez por radiotelescópios. Esses jatos, que também foram detectados por Chandra, varreram nuvens de poeira e gás e ajudaram a desencadear a formação de bilhões de novas estrelas. As nuvens empoeiradas e formadoras de estrelas de 4C41.17, a fonte mais poderosa de radiação infravermelha já observada, estão embutidas em nuvens ainda maiores de gás.
Os astrônomos recentemente usaram o Observatório Keck para observar essas nuvens maiores, que têm uma temperatura de 10.000 graus. Essas nuvens são o material restante da formação da galáxia e deveriam ter esfriado rapidamente pela radiação na ausência de uma fonte de calor.
"Significativamente, as nuvens de gás quente coincidem estreitamente com a maior extensão da emissão de raios-X", disse Michiel Reuland, do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, Livermore, Califórnia, co-autor do artigo 4C41.17 e artigo descrevendo o Observatório Keck. trabalhos. "Os resultados do Chandra mostram que partículas ou radiação de alta energia podem fornecer a energia necessária para iluminar essas nuvens", disse ele.
A maioria dos raios X de 4C41.17 e 3C294 é devida a colisões de elétrons energéticos com o fundo cósmico de fótons produzidos no universo quente inicial. Como essas galáxias estão distantes, a radiação observada se originou quando o universo era mais jovem e o fundo mais intenso. Esse efeito aumenta a radiação X e ajuda os astrônomos a estudar galáxias extremamente distantes.
O Marshall Space Flight Center da NASA, Huntsville, Alabama, gerencia o programa Chandra. A TRW, Inc., Redondo Beach, Califórnia, é o principal contratado da espaçonave. O Chandra X-ray Center do Smithsonian controla as operações científicas e de vôo de Cambridge, Massachusetts, para o Office of Space Science, sede da NASA, em Washington.
Fonte original: Comunicado de imprensa da NASA
