A megaexplosão, há milhares de milhões de anos, de um buraco negro pode explicar a formação de um impressionante padrão de enxames de estrelas em torno de duas galáxias massivas, semelhante a contas num fio.
Os astrónomos descobriram uma das mais poderosas erupções de um buraco negro alguma vez registada.
Esta megaexplosão, ocorrida há milhares de milhões de anos, pode ajudar a explicar a formação de um impressionante padrão de enxames de estrelas em torno de duas galáxias massivas, semelhante a contas num fio.
Esta descoberta, apresentada num artigo publicado a semana passada no The Astrophysical Journal, foi feita no sistema conhecido como SDSS J1531+3414 (SDSS J1531 para abreviar), que se situa a 3,8 mil milhões de anos-luz da Terra.
Para este estudo foram utilizados vários telescópios, incluindo o Observatório de Raios X Chandra da NASA e o radiotelescópio LOFAR (Low Frequency Array).
SDSS J1531 é um enorme enxame galáctico que contém centenas de galáxias individuais e enormes reservatórios de gás quente e matéria escura. No coração de SDSS J1531, duas das maiores galáxias do enxame estão a colidir uma com a outra.
À volta destas gigantes em fusão está um conjunto de 19 grandes enxames estelares, chamados superenxames, dispostos numa formação em “S” que se assemelha a contas num fio.
Uma equipa de astrónomos utilizou dados de raios X, no rádio e no visível para desvendar a provável formação desta cadeia invulgar de enxames de estrelas.
A descoberta de evidências de uma antiga e titânica erupção em SDSS J1531 forneceu uma pista vital.
A erupção terá ocorrido quando o buraco negro supermassivo no centro de uma das grandes galáxias produziu um jato extremamente poderoso. À medida que o jato se deslocava pelo espaço, empurrou o gás quente circundante para longe do buraco negro, criando uma cavidade gigantesca.
NASA / CXC / SAO / O. Omoruyi et al, ESA / STSCI /G. Tremblay et al., ASTRON / LOFAR, N. Wolk
O enxame de galáxias SDSS J1531+3414, imagem rotulada. A inserção no canto superior esquerdo mostra em mais detalhe as “contas” de superenxames estelares.
Osase Omoruyi, que liderou o estudo no Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, comparou a descoberta desta cavidade à descoberta de um fóssil enterrado.
“Já estamos a olhar para este sistema tal como ele existia há quatro mil milhões de anos, pouco tempo depois da formação da Terra“, disse o astrónomo.
“Esta cavidade antiga, um fóssil do efeito do buraco negro na galáxia hospedeira e nos seus arredores, fala-nos de um acontecimento chave que ocorreu cerca de 200 milhões de anos antes na história do enxame”, acrescentou.
A prova da existência de uma cavidade provém de “asas” de emissão brilhante em raios X, observadas com o Chandra, que traçam o gás denso perto do centro de SDSS J1531. Estas asas constituem a orla da cavidade e o gás menos denso no meio faz parte da cavidade.
O LOFAR mostra ondas de rádio provenientes dos remanescentes das partículas energéticas do jato que preenchem a cavidade gigante. Em conjunto, estes dados fornecem evidências convincentes de uma explosão antiga e massiva.
Os astrónomos também descobriram gás frio e ameno localizado perto da abertura da cavidade, detetado com o ALMA (Atacama Large Millimeter and submillimeter Array) e com o Telescópio Gemini Norte, respetivamente.
Os investigadores argumentam que parte do gás quente empurrado para longe do buraco negro acabou por arrefecer, formando gás frio e ameno.
A equipa pensa que os efeitos de maré das duas galáxias em fusão comprimiram o gás ao longo de trajetórias curvas, levando à formação de enxames estelares com o padrão “contas num fio“.
NASA / ESA / STSCI, ESO / NAOJ / NRAO
Gás frio e ameno localizado perto da abertura da cavidade
“Reconstruímos, neste enxame, uma sequência provável de eventos que ocorreram ao longo de uma vasta gama de distâncias e tempo. Começou com o buraco negro, com uma pequena fração de um ano-luz de diâmetro, a formar uma cavidade com quase 500.000 anos-luz de largura”, disse o coautor Grant Tremblay, também do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian.
“Este acontecimento único desencadeou a formação dos jovens enxames estelares cerca de 200 milhões de anos mais tarde, cada um com alguns milhares de anos-luz de diâmetro.”
Omoruyi e os seus colegas apenas observam ondas de rádio e uma cavidade de um jato, mas os buracos negros normalmente disparam dois jatos em direções opostas.
A equipa observou emissões de rádio mais longe das galáxias que podem ser os remanescentes de um segundo jato, mas não estão associadas a uma cavidade detetada. A equipa supõe que os sinais de rádio e de raios-X da outra erupção podem ter desvanecido ao ponto de não serem detetáveis.
“Pensamos que a nossa evidência para esta enorme erupção é forte, mas com mais observações do Chandra e do LOFAR podemos confirmar o caso”, disse Omoruyi. “Esperamos aprender mais sobre a origem da cavidade que já detetámos e encontrar a que se espera do outro lado do buraco negro.”
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