O nascimento turbulento de um quasar

O ALMA revela segredos sobre a galáxia mais luminosa conhecida no Universo.

A galáxia mais luminosa conhecida no Universo — o quasar W2246-0526, observado quando o Universo tinha menos de 10% da sua idade atual — é tão turbulenta que se encontra a ejectar o seu fornecimento total de gás destinado a formação estelar, de acordo com novas observações obtidas com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Impressão artística da galáxia W2246-0526. Crédito: NRAO/AUI/NSF; Dana Berry / SkyWorks; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Impressão artística da galáxia W2246-0526.
Crédito: NRAO/AUI/NSF; Dana Berry / SkyWorks; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Os quasares são galáxias distantes que possuem buracos negros supermassivos nos seus centros, os quais libertam jactos poderosos de partículas e radiação. A maioria dos quasares brilha intensamente, mas uma pequena fração (1 em cada 3000 quasares observados) destes objetos muito energéticos são de um tipo invulgar conhecido por Hot DOGs (acrónimo do inglês para Hot, Dust-Obscured Galaxies), ou seja, galáxias quentes obscurecidas por poeira, incluindo a galáxia WISE J224607.57-052635.0 , a galáxia mais luminosa que se conhece no Universo.

(O nome completo deste objeto é WISE J224607.57-052635.0, porque foi descoberto pela sonda WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) da NASA. Os números no nome indicam a sua localização precisa no céu.)

Agora e pela primeira vez, uma equipa de investigadores liderada por Tanio Díaz-Santos, da Universidad Diego Portales em Santiago do Chile, utilizou as capacidades únicas do ALMA para observar o interior da W2246-0526 e traçar os movimentos dos átomos de carbono ionizado entre as estrelas da galáxia.

“Descobrimos enormes quantidades deste material interestelar num estado extremamente dinâmico e turbulento, a deslocar-se pela galáxia com uma velocidade de cerca de dois milhões de quilómetros por hora,” explicou o autor principal do estudo, Tanio Díaz-Santos.

Os astrónomos pensam que este comportamento turbulento pode estar ligado à luminosidade extrema da galáxia. A W2246-0526 liberta tanta luz como cerca de 350 biliões de Sóis. Este brilho surpreendente é gerado por um disco de gás que é sobreaquecido à medida que espirala em direção ao buraco negro supermassivo situado no núcleo da galáxia. Esta radiação vinda do imensamente brilhante disco de acreção no centro desta Hot DOG não escapa logo, sendo absorvida por uma espessa camada de poeira, que seguidamente re-emite esta energia sob a forma de radiação infravermelha.

Esta energia infravermelha tem um impacto direto e violento em toda a galáxia. A região em torno do buraco negro é cerca de 100 vezes mais luminosa que todo o resto da galáxia, emitindo assim radiação intensa mas extremamente localizada que exerce uma pressão tremenda em toda a galáxia.

“Supeitámos que esta galáxia estivesse numa fase de transformação da sua vida devido às enormes quantidades de energia infravermelha detectadas,” disse o co-autor do trabalho Peter Eisenhardt, Cientista de Projeto do WISE, do Jet Propulsion Laboratory da NASA, em Pasadena, Califórnia.

“O ALMA mostrou-nos agora que o forno devastador nesta galáxia está a fazer com que “o tacho deite por fora”,” acrescentou Roberto Assef, também da Universidad Diego Portales e líder das observações ALMA.

Se estes movimentos turbulentos continuarem, a intensa radiação infravermelha irá fazer desaparecer todo o gás interestelar da galáxia. Modelos de evolução de galáxias baseados nestes novos dados do ALMA indicam que o gás interestelar se encontra já a ser ejectado pela galáxia em todas as direções.

“Se este efeito persistir, é possível que a W2246 se transforme num quasar mais tradicional,” concluiu Manuel Aravena, também da Universidad Diego Portales. “Apenas o ALMA, com a sua resolução sem precedentes, nos permite observar este objeto em alta definição e sondar um episódio tão importante da sua vida.”

Este é um artigo do ESO, que pode ser lido aqui.

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