Estas 8 imagens obtidas, com o Telescópio Espacial Hubble, mostram nuvens de gás ionizado em torno de galáxias com núcleos activos. As nuvens são constituídas por hidrogénio, hélio e pequenas quantidades de elementos mais pesados como o nitrogénio, oxigénio, néon e enxofre. A luz que delas observamos deve-se à fluorescência destes últimos elementos, em especial do oxigénio (cor verde). As nuvens são provavelmente pedaços das galáxias arrancados e projectados para o espaço circundante durante uma colisão ou um evento traumático semelhante. Crédito: NASA, ESA e W. Keel (Universidade do Alabama, Tuscaloosa).
O Telescópio Espacial Hubble permitiu a identificação de 20 novos exemplos de nebulosas filamentares complexas que rodeiam galáxias com núcleos activos. As nuvens são iluminadas pela radiação intensa libertada pelos quasares nos núcleos galácticos durante períodos de maior actividade.
Um quasar é composto por um buraco negro supermaciço e a sua região circundante, normalmente localizado no núcleo de uma galáxia. Quando um quasar está activo, o gás da galáxia (ou de outra galáxia durante uma colisão) é capturado pelo campo gravitacional do buraco negro e forma um disco de acreção em torno dele. O gás nesse disco orbita o buraco negro a alta velocidade e a fricção e o intenso campo electromagnético aquecem-no a temperatura muito elevadas, provocando a emissão de radiação muito energética como raios gama, raios-X e raios ultravioleta.
Os quasares activos são os objectos mais luminosos do Universo. A radiação é emitida de forma particularmente intensa na direcção perpendicular ao disco. Nas outras direcções é absorvida por um toro de gás e poeiras na periferia do disco de acreção. De facto, crê-se que todas as galáxias activas têm quasares nos seus centros e que as suas diferenças de aspecto, quando observadas a partir da Terra, se devem ao facto de observarmos os seus quasares segundo diferentes perspectivas. Os quasares mais luminosos, por exemplo, designados de blazars, têm a particularidade de terem o eixo perpendicular ao disco de acreção quase perfeitamente alinhado com a linha de visão da Terra e, por esse motivo, vemos o disco ultra-luminoso com uma obstrução mínima.
Modelo de um quasar. No centro (disco negro pequeno) um buraco negro supermaciço mantém um disco de acreção formado por gás que cai no seu campo gravitacional. O centro do disco (amarelo) é aquecido até temperaturas na ordem dos milhões de Kelvin, dando origem à copiosa emissão de raios-X e raios ultravioleta. A maior distância do centro o disco de acreção aumenta a sua espessura e forma uma toro (azul) em torno do buraco negro. Este obstáculo força a emissão de radiação num cone relativamente estreito. É ainda visível, no centro do cone, um feixe de partículas emitido a partir da região central do disco e alinhado pelos fortes campos electromagnéticos. Crédito: ESA/NASA, Projecto AVO e Paolo Padovani.
Mas voltando às imagens do Hubble, as nuvens etéreas nelas visíveis são estruturas filamentares resultantes de um passado violento em que as galáxias hospedeiras interagiram fortemente ou mesmo colidiram com outras galáxias. As nuvens têm dimensões de dezenas de milhares de anos-luz e são formadas por gás projectado para longe da galáxia durante um tal evento. Brilham devido à fluorescência de elementos como o oxigénio, hélio, nitrogénio, enxofre e néon — a cor dominante nos filamentos, o verde esmeralda, é devida a átomos de oxigénio. A fluorescência é provocada pela absorção de radiação ultravioleta, emitida pelo quasar, pelos átomos referidos que é depois reemitida, em parte, sob a forma de luz visível.
Durante uma colisão, o gás das galáxias envolvidas cai com maior facilidade no campo gravitacional do buraco negro central, reactivando um quasar que até aí estaria quiescente. Nessa altura, os quasares no centro destas galáxias teriam sido suficientemente luminosos para provocar a fluorescência do gás nestas nuvens, tornando-as visíveis. No entanto, estas colisões ou interacções gravitacionais terão ocorrido já há muitos milhões de anos e actualmente os quasares das galáxias não são suficiente activos para serem capazes de iluminar estas nuvens. Uma vez que a distância das nuvens aos quasares é da ordem de algumas dezenas de milhares de anos-luz, isso implica que há umas dezenas de milhares de anos os quasares teriam tido um período de actividade acrescida que causou a fluorescência das nuvens, hoje observada. A luz ultravioleta necessitaria desse tempo para percorrer a distância entre os quasares e as nuvens. Não se sabe ao certo o que pode ter causado essa actividade efémera, qual a fonte de gás capaz de alimentar o quasar. É possível que a colisão tenha perturbado as órbitas das nuvens de gás no interior da galáxia de tal forma que, ocasionalmente, uma delas acaba por ser canibalizada pelo buraco negro central, voltando a “ligar” o quasar.
Hanny’s Voorwerp (“Objecto de Hanny”), a nuvem verde na imagem, o primeiro exemplo do tipo de objectos agora fotografados pelo Hubble. Esta nuvem é iluminada pelo quasar no núcleo da galáxia IC2497, a 650 milhões de anos-luz, na direcção da constelação do Leão Menor (Leo Minor). Crédito: NASA, ESA, W. Keel (Universidade do Alabama), et al., Galaxy Zoo Team.
O primeiro objecto deste tipo foi descoberto em 2007 por uma professora holandesa, Hanny van Arkel, enquanto colaborava no projecto Galaxy Zoo, uma iniciativa que envolveu cidadãos de todo o mundo na classificação de mais de 1 milhão de galáxias catalogadas no Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Os 20 novos objectos foram encontrados no seguimento deste projecto, em que foi pedido a 200 voluntários que examinassem 15 mil imagens de galáxias no SDSS para tentar identificar objectos semelhantes ao Hanny’s Voorwerp (“Objecto de Hanny”).
(Fonte: STScI)
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