Uma brilhante luz infravermelha emitida por duas galáxias em processo de fusão acaba de ser arrancada de seu esconderijo.
Usando o James Webb, os astrônomos identificaram a localização exata da luz, atrás de uma espessa parede de poeira que a obscurece em outros comprimentos de onda. O que quer que esteja produzindo a luz ainda é desconhecido, mas restringir onde está ajudará a descobrir o que é e como ela brilha com muito mais intensidade do que o esperado.
“O Telescópio Espacial James Webb nos trouxe visões completamente novas do Universo, graças a ele ter a maior resolução espacial e sensibilidade no infravermelho”, disse a astrofísica Hanae Inami do Centro de Ciências Astrofísicas de Hiroshima da Universidade de Hiroshima, no Japão.
“Queríamos encontrar o ‘motor’ que alimenta este sistema de galáxias em fusão. Sabíamos que esta fonte estava profundamente escondida pela poeira cósmica, então não poderíamos usar luz visível ou ultravioleta para encontrá-la. Apenas no infravermelho médio, observado com o Telescópio Espacial James Webb, agora vemos que esta fonte ofusca tudo o mais nestas galáxias em fusão.”
Embora o Universo seja principalmente espaço vazio, fusões entre galáxias não são incomuns. Galáxias massivas são atraídas pela força inexorável da gravidade, combinando-se para formar galáxias maiores.
Não é nem mesmo uma coisa remota que só acontece com outras galáxias em outros lugares: a própria Via Láctea é um monstro cósmico de Frankenstein, parcialmente feito de todas as outras galáxias que ela incluiu ao longo de seus bilhões de anos de vida.
Muitos exemplos de fusões galácticas em vários estágios foram encontrados no Universo mais amplo, mas é um processo lento que pode levar de milhões a bilhões de anos.
Os cientistas precisam pegar os exemplos que temos e reconstruir a linha do tempo em torno deles, como um único quadro de um filme, e os únicos outros exemplos são quadros únicos de filmes semelhantes, mas diferentes. É um trabalho meticuloso, mas é uma das melhores ferramentas que temos para entender as fusões de galáxias.
Também sabemos, pela luz emitida por essas fusões, que elas são bastante vivas. Embora as galáxias sejam principalmente espaciais, as estrelas podem colidir umas com as outras ou interagir gravitacionalmente para interromper as órbitas umas das outras.
As nuvens de gás formador de estrelas entre as estrelas também podem colidir umas com as outras, gerando choques que podem desencadear ondas furiosas de formação estelar conhecidas como starburst, visíveis como luz infravermelha brilhando nas nuvens de poeira.
Isso é o que os cientistas esperavam ver quando transformaram o Telescópio Espacial Spitzer infravermelho em uma fusão de galáxias a 500 milhões de anos-luz de distância chamada IIZw096 em 2010.
Em vez disso, eles encontraram uma luz infravermelha brilhante brilhando no meio da colisão em andamento. Infelizmente, o Spitzer não estava oferecendo uma resolução alta o suficiente para encontrar a localização exata da fonte de luz, e o mistério teve que ser deixado de lado.
Isso ocorre porque os comprimentos de onda mais longos da luz infravermelha não espalham a poeira da mesma forma que os comprimentos de onda mais curtos, e o Spitzer era o melhor em sua época, então nenhum outro telescópio tinha esperança de chegar mais perto. Então veio o James Webb, e Inami e seus colegas foram olhar mais de perto.
Eles descobriram que a fonte compõe cerca de 70% da luz infravermelha média emitida pelas galáxias em fusão. Além disso, embora as duas galáxias juntas tenham cerca de 65.000 anos-luz, a fonte infravermelha tem um raio máximo de 570 anos-luz. Isso sugere que a fonte da emissão é muito compacta.
Sabemos que o material ao redor de um buraco negro ativo emite muita luz e que os buracos negros supermassivos nos centros das galáxias podem se fundir quando se encontram no centro da fusão. Mas a localização da luz é peculiar; não está no centro de nenhuma das galáxias onde você normalmente esperaria encontrar tal buraco negro.
“Queremos saber o que alimenta esta fonte: é uma explosão estelar ou um enorme buraco negro?” diz Inami.
“Vamos usar espectros infravermelhos obtidos com o Telescópio Espacial James Webb para investigar isso. Também é incomum que o ‘motor’ esteja fora das partes principais das galáxias em fusão, então vamos explorar como essa poderosa fonte acabou ali.”
Os pesquisadores também identificaram 12 fontes menores de luz infravermelha média nos dados do James Webb, agrupadas em torno do “motor” brilhante. Alguns desses aglomerados menores já haviam sido vistos antes em dados de infravermelho próximo do Hubble, mas cinco deles eram novos.
Eles são menos misteriosos – o perfil de luz se encaixa na atividade de explosão estelar – mas indicam que algo energético está acontecendo no ponto onde as duas galáxias se encontram.
A análise futura, esperam os pesquisadores, levará à identificação da fonte da luz misteriosamente brilhante. Enquanto isso, eles estão planejando mais observações para ajudar a caracterizar a poeira e o gás dentro e ao redor da colisão em andamento e peculiar.
Publicado em 12/02/2023 21h16
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