O que acontece quando as galáxias se chocam? Por anos, essas colisões cósmicas tem sido responsáveis por disparar violentas explosões no coração das galáxias. Agora, uma bela peça de trabalho de detetive deu seu veredito: a fusão galáctica normalmente não estimula o apetite dos buracos negros que energizam esses núcleos galácticos ativos, significando que um fenômeno menos dramático é responsável.
A maioria das galáxias, incluindo a nossa, têm em seu interior um grande mais bem comportado buraco negro, alguns deles são objetos famintos que sugam grande quantidade de matéria fazendo então com que eles brilhem. Isso causa um ponto brilhante no centro das galáxias conhecido como núcleo ativo de galáxia ou AGN. Por que os dois tipos são tão diferentes? Até agora, a teoria em vigor diz que as fusões entre as galáxias são os instrumentos que dirigem a alimentação de matéria no buraco negro, fazendo com que eles cresçam.
Em um novo estudo, o maior desse tipo já executado, os astrônomos identificaram um grupo de galáxias para testar a teoria. Comparando 140 galáxias ativas com um grupo de controle de mais de 1200 galáxias inativas comparáveis, eles descobriram que não existe uma relação significante entre a atividade dos AGN e as fusões galácticas para no mínimo os últimos oito mil milhões de anos. Ao invés disso, outros fenômenos como instabilidades dentro das galáxias, colisões de nuvens moleculares ou rupturas gravitacionais causadas por outras galáxias que passam por perto podem estar relacionadas com o fenômeno.
A emissão de radiação dos núcleos galácticos ativos é guiada pelo comportamento da matéria como nuvem de gás e até mesmo estrelas, à medida que elas se aquecem e caem dentro do buraco negro supermassivo localizado no centro da galáxia. Mas uma questão ainda aberta na física das galáxias ativas é conhecer precisamente como a matéria cruza as últimas centenas de anos-luz até alcançar a vizinhança imediata do buraco negro antes de ser engolida.
O líder da equipe, Mauricio Cisternas, do Max Planck Institute for Astronomy da Alemanha, explica: “Um estudo dessa grandeza só se tornou possível recentemente devido às grandes pesquisas que estão sido feitas usando o Telescópio Espacial Hubble. Isso nos fornece uma imensa amostra de galáxias, tanto ativas como inativas, significando que nós podemos agora estudar muitas galáxias distantes com um nível de detalhe surpreendente. Antes dessas pesquisas, não era possível examinar muitas galáxias ativas localizadas a grandes distâncias cósmicas com detalhe suficiente”.
Cisternas e sua equipe escolheram 140 galáxias ativas a partir da pesquisa chamada COSMOS. O campo coberto pela COSMOS é uma área do céu 10 vezes maior que a área coberta pela Lua, na constelação da Sextans (o Sextante), região essa que tem sido mapeada de forma detalhada pelo Hubble e por outros telescópios nos mais diversos comprimentos de onda. Essa região contém centenas de milhares de galáxias distantes de todos os tipos. A equipe foi capaz de identificar galáxias ativas entre todas essas usando observações feitas em raios-X pelo telescópio espacial XMM-Newton da ESA, e então foram estudadas com mais detalhes através de dados ópticos obtidos pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA.
Para cada galáxia ativa selecionada para o estudo, eles selecionaram nove galáxias não ativas localizadas a distâncias aproximadas, e no mesmo estágio aproximado de evolução a partir das imagens feitas pelo Hubble. Isso fornece um universo amostral de mais de 1400 galáxias que a equipe então poderia usar para testar os sinais de fusões.
“Você normalmente pode dizer quando as galáxias se relacionaram e se fundiram”, explica Knud Jahnke coautor do trabalho. “Ao contrário das bem comportadas, espirais geométricas ou elípticas suaves que você normalmente vê no Hubble, as galáxias em colisão aparecem destorcidas e dobradas. Nós planejamos descobrir se essas galáxias fora da forma perfeita eram mais prováveis do que as galáxias regulares em hospedar um núcleo de galáxia ativo”.
Identificar se a galáxia é ou não distorcida é uma questão de julgamento onde os olhos de um especialista bem treinado são muito melhores do que qualquer assistência computacional que ele possa ter. Para usar a habilidade humana sem introduzir qualquer vício, Cisternas construiu um conjunto de galáxias que foram modeladas e então foi possível remover o ponto brilhante central que revela que ela é um AGN. Então os especialistas em galáxia com base em oito diferentes instituições acessaram de forma independente o banco de dados e começaram a decidir se as galáxias eram ou não distorcidas sem saber se elas eram AGN.
Nenhum dos especialistas envolvidos na pesquisa descobriu uma relação significante entre a atividade da galáxia e a sua distorção, que está entre o seu buraco negro bem alimentado e o seu envolvimento numa fusão maior.
Enquanto que as fusões são fenômenos comuns, e acredita-se tenham um papel fundamental no mínimo para alguns AGN, o estudo mostra que eles não fornecem nem um mecanismo universal nem dominante para alimentar o buraco negro. Pela estatística do estudo, no mínimo 75%, e possivelmente todas as atividades de AGN no mínimo nos últimos oito mil milhões de anos precisam ter uma explicação diferente. Possíveis maneiras de transportar a matéria em direção ao buraco negro, incluindo instabilidades estruturais como uma barra em galáxias espirais, as colisões de gigantescas nuvens moleculares no interior da galáxia, ou pelo sobrevoo de outra galáxia que não leva a uma colisão, somente a um voo rasante.
Poderia ainda existir uma conexão causal entre as fusões e a atividade em um passado mais distante? Esse é a próxima questão que o grupo precisa acessar. Os dados necessários para a continuação dessa pesquisa estão vindo de programas observacionais em atividade como o Multi-Cycle Treasury Programs realizado pelo Telescópio Espacial Hubble, vem como com projetos futuros que utilizarão outros telescópios espaciais como o Telescópio Espacial James Webb, que está sendo planejado para ser lançado em 2014.
O artigo original onde se encontra o estudo pode ser acessado aqui:
Estudo Detalhado Inocenta Colisões Cósmicas de Serem Responsáveis Pelo Crescimento de Buracos Negros
Fonte:
http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=48170
