NASA, DANIEL RUTTER
Uma galáxia distante foi apanhada em vias de se apagar.
A galáxia, chamada CQ 4479, ainda está formando muitas novas estrelas. Mas também tem um buraco negro supermassivo em seu centro que irá interromper a formação de estrelas em algumas centenas de milhões de anos, relataram astrônomos em 11 de janeiro no encontro virtual da Sociedade Astronômica Americana. O estudo desta galáxia e de outras semelhantes ajudará os astrônomos a descobrir exatamente como essas paralisações acontecem.
“Como as galáxias morrem precisamente é uma questão em aberto”, diz a astrofísica Allison Kirkpatrick, da Universidade do Kansas em Lawrence. “Isso pode nos dar muitas informações sobre esse processo.”
Os astrônomos acham que as galáxias normalmente começam a fazer novas estrelas com paixão. As estrelas se formam a partir de bolsões de gás frio que se contraem sob sua própria gravidade e acendem a fusão termonuclear em seus centros. Mas em algum ponto, algo interrompe o combustível de formação estelar frio e o envia em direção ao buraco negro supermassivo no centro da galáxia. Esse buraco negro engole o gás, aquecendo-o de forma incandescente. Um buraco negro que se alimenta ativamente pode ser visto a bilhões de anos-luz de distância e é conhecido como quasar. A radiação do gás quente bombeia energia extra para o resto da galáxia, soprando ou aquecendo o gás restante até que a fábrica de formação de estrelas feche para sempre (SN: 3/5/14).
Essa imagem se encaixa com os tipos de galáxias que os astrônomos normalmente veem no universo: formadores de estrelas “azuis e novas” e galáxias dormentes “vermelhas e mortas”. Mas ao examinar os dados de grandes pesquisas do céu, Kirkpatrick e seus colegas notaram outro tipo. A equipe descobriu cerca de duas dúzias de galáxias que emitem raios-X energéticos característicos de um buraco negro que devora ativamente, mas também brilham em luz infravermelha de baixa energia, revelando que ainda há gás frio em algum lugar das galáxias. Kirkpatrick e seus colegas apelidaram essas galáxias de “quasares frios” em um artigo no Astrophysical Journal de 1º de setembro.
“Quando você vê um buraco negro acumulando material ativamente, espera que a formação estelar já tenha se encerrado”, disse o co-autor e astrofísico Kevin Cooke, também da Universidade do Kansas, que apresentou a pesquisa no encontro. “Mas os quasares frios estão em um momento estranho quando o buraco negro no centro apenas começou a se alimentar.”
Para investigar quasares frios individuais em mais detalhes, Kirkpatrick e Cooke usaram SOFIA, um avião equipado com um telescópio que pode ver em uma gama de comprimentos de onda infravermelhos que as observações originais do quasar frio não cobriam. SOFIA analisou o CQ 4479, um quasar frio a cerca de 5,25 bilhões de anos-luz de distância, em setembro de 2019.
As observações mostraram que CQ 4479 tem cerca de 20 bilhões de vezes a massa do sol nas estrelas, e está adicionando cerca de 95 sóis por ano. (Essa é uma taxa furiosa em comparação com a Via Láctea; nossa galáxia cria duas ou três massas solares de novas estrelas por ano.) O buraco negro central de CQ 4479 tem 24 milhões de vezes a massa do sol e está crescendo cerca de 0,3 massas solares por ano. Em termos de porcentagem de sua massa total, as estrelas e o buraco negro estão crescendo na mesma taxa, diz Kirkpatrick.
K.C. COOKE ET AL / ARXIV.ORG 2020, SLOAN DIGITAL SKY SURVEY
Esse tipo de “evolução sincronizada” vai contra as teorias de como as galáxias aumentam e diminuem. “Você deve fazer com que todas as suas estrelas terminem de crescer primeiro, e então seu buraco negro cresce”, diz Kirkpatrick. “Esta [galáxia] mostra que existe um período em que eles realmente crescem juntos.”
Cooke e seus colegas estimaram que em meio bilhão de anos a galáxia hospedará 100 bilhões de massas solares de estrelas, mas seu buraco negro será passivo e silencioso. Todo o gás frio formador de estrelas terá se aquecido ou se dissipado.
As observações do CQ 4479 apóiam as idéias gerais de como as galáxias morrem, diz a astrônoma Alexandra Pope, da Universidade de Massachusetts Amherst, que não esteve envolvida no novo trabalho. Dado que as galáxias eventualmente desligam sua formação estelar, faz sentido que haja um período de transição. As descobertas são uma “confirmação desta importante fase na evolução das galáxias”, diz ela. Observar mais de perto quasares mais frios ajudará os astrônomos a descobrir com que rapidez as galáxias morrem.
Publicado em 21/01/2021 16h34
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