Uma galáxia remota, brilhando com a luz de mais de 300 trilhões de sóis foi descoberta usando os dados do Wide-field Infrared Survey Explorer, ou WISE da NASA. A galáxia é a mais luminosa já encontrada até hoje e pertence a uma nova classe de objetos recentemente descobertos pelo WISE – as galáxias extremamente luminosas em infra-vermelho, ou as ELIRGs.
“Nós estamos olhando para uma fase bem intensa da evolução das galáxias”, disse Chao-Wei Tsai do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, na Califórnia, e principal autor do artigo que relata a descoberta e que foi publicado na edição de 22 de Maio de 2015 da revista The Astrophysical Journal. “Essa intensa luz pode ser gerada pelo principal surto de crescimento do buraco negro da galáxia”.
A brilhante galáxia, conhecida como WISE J224607.57-052635.0, pode ter um buraco negro monstruoso no seu núcleo e que está se empanturrando de gás. Buracos negros supermassivos sugam gás e matéria em um disco ao seu redor, aquecendo esse disco a temperaturas de milhões de graus e emitindo radiações de alta energia, na luz visível, ultravioleta e raios-X. A luz é bloqueada pelos casulos de poeira ao redor. À medida que essa poeira esquenta ela irradia luz infravermelha.
Buracos negros gigantes são comuns no núcleo de galáxias, mas encontrar um grande desses, tão longe assim no cosmos é algo raro. Pelo fato da luz da galáxia hospedeira viajar cerca de 12.5 bilhões de anos até nos alcançar, os astrônomos estão observando o objeto como ele era num passado distante. O buraco negro já tinha bilhões de vezes a massa do Sol quando o nosso universo só tinha um décimo da idade atual de 13.8 bilhões de anos.
O novo estudo destaca três razões por que os buracos negros nas ELIRGs podem crescer de forma tão massiva. Primeiro, eles podem nascer grandes. Em outras palavras, as sementes, ou buracos negros embrionários, podem ser maiores do que se pensava anteriormente.
“Como você tem um elefante?” perguntou Peter Eisenhardt, cientista de projeto do WISE no JPL e co-autor do artigo. “Uma maneira é começar com um elefante bebê”.
As outras duas explicações envolvem a quebra o torção do limite teórico de alimentação de um buraco negro, chamado de Limite de Eddington. Quando um buraco negro se alimenta, o gás caí em sua direção e é aquecido, expelindo luz. A pressão da luz na verdade empurra o gás para fora, criando um limite de quão rápido o buraco negro pode continuamente devorar matéria. Se um buraco negro rompe esse limite, ele poderia, teoricamente inchar em tamanho. Buracos negros já foram observados rompendo esse limite, contudo, o buraco negro em estudo deve ter quebrado esse limite de forma repetida para ficar tão grande.
Uma teoria alternativa, é que o buraco negro pode simplesmente contorcer esse limite.
“Outra maneira para um buraco negro crescer e ficar assim tão grande é estar passando por um frenesi constante, consumindo alimento mais rápido do que tipicamente se achava possível”, disse Tsai. “Isso pode acontecer se o buraco negro não estiver rodando tão rápido”.
Se um buraco negro gira lentamente o suficiente, ele não irá repelir sua comida. No final, buracos negros de lenta rotação podem ingerir mais matéria do que os mais rápidos.
“Os buracos negros massivos nas ELIRGs poderiam estar se alimentando de mais matéria por um período de tempo mais longo”, disse Andrew Blain da Universidade de Leicester no Reino Unido e co-autor do artigo. “É como participar de um concurso de cachorro-quentes por centenas de milhões de anos”.
Mais pesquisa é necessária para resolver esse quebra-cabeça das galáxias impressionantemente luminosas. A equipe planeja melhor determinar a massa do buraco negro central. Sabendo a verdade sobre esses objetos, pode-se ajudar a revelar sua história, bem como de outras galáxias, nesse capítulo crucial e bem agitado da história do cosmos.
O WISE tem encontrado mais dessa galáxias estranhas em imagens em infravermelho feitas de todo o céu em 2010. Observando o céu como um todo, com mais sensibilidade do que nunca. O WISE tem sido capaz de registrar raros espécimes cósmicos que ter sido esquecidos em outros tempos.
O novo estudo reporta um total de 20 novas ELIRGs, incluindo a mais luminosa já encontrada até o momento. Essas galáxias não foram encontradas antes devido a sua distância, e pelo fato de converterem sua poderosa luz visível em uma impressionante quantidade de luz infravermelha.
“Nós descobrimos em um estudo feito com o WISE que metade das galáxias mais luminosas somente são observadas na luz infravermelha”, disse Tsai.
O JPL gerencia e opera o WISE para o Science Mission Directorate da NASA em Washington. A sonda foi colocada em modo de hibernação em 2011, depois de ter escaneado todo o céu duas vezes, completando assim seu objetivo principal. Em Setembro de 2013, o WISE foi reativado, e renomeado de NEOWISE, com uma nova missão definida para ajudar a NASA no seu esforço de identificar objetos próximos da Terra potencialmente ameaçadores.
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