O VLT do ESO detecta halos gigantes brilhantes inesperados em torno de quasars distantes

Uma equipa internacional de astrónomos descobriu nuvens de gás brilhante em torno de quasars distantes.

Esta é a primeira vez que todos os quasars num rastreio apresentam estes halos, dos quais as assinaturas inconfundíveis foram observadas pelo instrumento MUSE montado no Very Large Telescope do ESO.

As propriedades dos halos desta descoberta surpreendente encontram-se também em total desacordo com as atuais teorias aceites para a formação de galáxias no Universo primordial.

Halos brilhantes em torno de quasars distantes. Crédito: ESO / Borisova et al.

Halos brilhantes em torno de quasars distantes.
Crédito: ESO / Borisova et al.

Uma colaboração internacional de astrónomos, liderada por um grupo do Instituto Federal de Tecnologia da Suíça (ETH), em Zurique, usou o poder sem precedentes do instrumento MUSE montado no Very Large Telescope (VLT), instalado no Observatório do Paranal do ESO, para estudar o gás que rodeia galáxias ativas distantes, observadas a menos de dois mil milhões de anos após o Big Bang. Estas galáxias ativas, chamadas quasars, contêm buracos negros supermassivos nos seus centros, os quais consomem estrelas, gás e qualquer outro material a taxas extremamente elevadas. Este fenómeno, por sua vez, faz com que os centros destas galáxias emitam enormes quantidades de radiação, tornando os quasars os objetos mais luminosos e ativos do Universo.

O estudo envolveu 19 quasars, seleccionados entre os mais brilhantes que podiam ser observados com o MUSE. Estudos anteriores tinham mostrado que cerca de 10% de todos os quasars examinados se encontram rodeados por halos compostos de gás do meio intergaláctico, halos estes que se estendem até cerca de 300 000 anos-luz de distância dos centros dos quasars. No entanto, este novo estudo revelou-se surpreendente, detectando halos enormes em torno de todos os 19 quasars observados — muito mais do que os dois halos que se esperavam estatisticamente. A equipa suspeita que este efeito se deva ao enorme aumento de poder de observação do MUSE comparativamente aos instrumentos do mesmo tipo anteriormente utilizados, no entanto são necessárias mais observações para se determinar se este é efetivamente o caso.

“Ainda é cedo para dizer se este resultado se deve à nossa nova técnica observacional ou se se trata de algo peculiar nos quasars da nossa amostra. Ainda temos muito que aprender; começámos agora uma nova era de descobertas”, disse a autora principal do trabalho Elena Borisova, do ETH de Zurique.

O objetivo inicial do estudo era analisar as componentes gasosas do Universo a larga escala: a estrutura por vezes referida como rede cósmica, da qual os quasars são nodos brilhantes.
A rede cósmica é a estrutura do Universo a maior escala. É composta por estreitos filamentos de material primordial (essencialmente hidrogénio e hélio gasosos) e matéria escura, que ligam as galáxias e enchem os espaços entre elas. O material desta rede pode levar estes filamentos às galáxias e dar assim origem ao seu crescimento e evolução.
As componentes gasosas desta rede são normalmente extremamente difíceis de detectar, por isso os halos iluminados de gás que rodeiam os quasars fornecem-nos uma oportunidade quase única para estudar o gás no seio desta estrutura cósmica de larga escala.

Os 19 halos recentemente detectados revelaram também outra surpresa: são constituídos por gás intergaláctico relativamente frio — com cerca de 10 000 graus Celsius. Esta descoberta está em perfeito desacordo com os atuais modelos aceites geralmente para a estrutura e formação de galáxias, os quais sugerem que gás tão próximo das galáxias deve apresentar temperaturas superiores a um milhão de graus.

A descoberta mostra o potencial do instrumento na observação deste tipo de objetos. Sebastiano Cantalupo, co-autor do trabalho, está muito entusiasmado com o novo instrumento e as oportunidades que este nos traz: “Neste estudo explorámos as capacidades únicas do MUSE, o que nos abre caminho para futuros rastreios. Combinada com uma nova geração de modelos teóricos e numéricos, esta aproximação continuará a proporcionar-nos uma nova janela para a formação da estrutura cósmica e evolução de galáxias.”

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

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