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jun 25

Buracos negros glutões alimentavam antigas e misteriosas bolhas cósmicas?

Novos estudos concluíram que as misteriosas bolhas cósmicas que se espalham pelo Universo primordial parecem estar estufadas e energizadas por ferozes buracos negros no coração de galáxias massivas, no interior dessas bolhas. Estudos futuros sobre esses objetos misteriosos poderão revelar como as galáxias jovens regulavam seu desenvolvimento até tornarem-se as galáxias atuais que nos cercam hoje.

Nessas composições vemos: À esquerda a bolha brilhante de gás hidrogênio aparece em amarelo. À direita, a luz azul é uma evidencia da existência de um buraco negro supermassivo no centro da galáxia. O gás hidrogênio aquecido aparece em amarelo. Crédito: Raios-X (NASA/CXC/Durham Univ./D.Alexander et al.); Óptico (NASA/ESA/STScI/IoA/S.Chapman et al.); Lyman-alpha Óptico (NAOJ/Subaru/Tohoku Univ./T.Hayashino et al.); Infravermelho (NASA/JPL-Caltech/Durham Univ./J.Geach et al.)

Nessas composições vemos: À esquerda a bolha brilhante de gás hidrogênio aparece em amarelo. À direita, a luz azul é uma evidencia da existência de um buraco negro supermassivo no centro da galáxia. O gás hidrogênio aquecido aparece em amarelo. Crédito: Raios-X (NASA/CXC/Durham Univ./D.Alexander et al.); Óptico (NASA/ESA/STScI/IoA/S.Chapman et al.); Lyman-alpha Óptico (NAOJ/Subaru/Tohoku Univ./T.Hayashino et al.); Infravermelho (NASA/JPL-Caltech/Durham Univ./J.Geach et al.)

Por mais de uma década os astrônomos tem tentado resolver o enigma das bolhas cósmicas. Os cientistas tentavam elucidar sobre a fonte de energia que alimenta vastos reservatórios de hidrogênio aquecido e brilhante que se espalha por 500.000 anos-luz, ou seja, por uma área muito maior que a de nossa galáxia, a Via Láctea. As chamadas bolhas de Lyman- α (Lyman alpha blobs) são denominadas assim devido ao comprimento de onda da luz liberada quando um elétron do átomo de hidrogênio perde energia. As bolhas de Lyman- α são consideradas os maiores objetos únicos do Universo podendo atingir 200 milhões de anos-luz de diâmetro.

Em 2006 um grupo de astrônomos japoneses, utilizando o telescópio Subaru, descobriu o maior objeto único no Universo, uma estrutura colossal com 200 milhões de anos-luz de largura contendo galáxias e nuvens de gás aquecido. Nessa imagem em 3D vemos essa estrutura que tem 12 bilhões de anos de idade e que pode dar pistas sobre a formação das galáxias no inicio do Universo. Crédito ©: Subaru Telescope, National Astronomical Observatory of Japan

Em 2006 um grupo de astrônomos japoneses, utilizando o telescópio Subaru, descobriu o maior objeto único no Universo, uma estrutura colossal com 200 milhões de anos-luz de largura contendo galáxias e nuvens de gás aquecido. Nessa imagem em 3D vemos essa estrutura que tem 12 bilhões de anos de idade e que pode dar pistas sobre a formação das galáxias no inicio do Universo. Crédito ©: Subaru Telescope, National Astronomical Observatory of Japan

Comparação do tamanho entre as estruturas de lyman-alfa e a galáxia de Andrômeda, em escala, acima, à direita. Crédito: University of Tokyo Kiso Observatory

Comparação do tamanho entre as estruturas de lyman-alfa e a galáxia de Andrômeda, em escala, acima, à direita. Crédito: University of Tokyo Kiso Observatory

Qual a origem das bolhas de Lyman- α?

A ideia existente indicava que essas bolhas iriam ser absorvidas pelas galáxias em crescimento. No cenário original  pensado pelos astrônomos as nuvens de gás irradiariam energia quando sugadas pela gravidade para depois esfriar.

A imagem ilustrada mostra uma das galáxias ativas dentro da bolha cósmica, com os braços espirais em amarelo e branco, e os dois jatos de energia irradiados pelo buraco negro supermassivo no coração da galáxia, mostrados em tons alaranjados. Crédito: NASA/CXC/M.Weiss

A ilustração mostra uma das galáxias ativas dentro da bolha cósmica, com os braços espirais em violeta e branco e os dois jatos de energia irradiados pelo buraco negro supermassivo no coração da galáxia, mostrados em tons alaranjados, que excitam a bolha de Lyman-alfa. Crédito: NASA/CXC/M.Weiss

Agora, um novo estudo sugere o justamente o contrário: essas nuvens seriam assim excitadas pelas galáxias vizinhas ‘lotadas de matéria’ que atuariam prevenindo a absorção de mais gás por atração gravitacional. Aqui, segundo a pesquisa, os buracos negros supermassivos nos centros galácticos se apresentam muito ativos, devorando a matéria das redondezas e espalhando poderosas explosões energéticas.

Esta energia originada nos buracos negros, somada a energia irradiada pelas abundantes estrelas quentes e jovens destas galáxias, aqueceria o gás circunvizinho fazendo que ele brilhe como visto nas bolhas de Lyman- α. Ao mesmo tempo esse calor impediria o gás de se resfriar e cair dentro das galáxias ativas jovens.

Auto-regulação: uma ‘dieta para não engordar’ as galáxias?

“Esta é uma fase da evolução onde as galáxias praticamente terminaram o processo de crescimento e agora previnem mais acresção, impedindo o gás de se resfriar… o que indica basicamente um processo de ‘auto-regulação’”, afirmou o astrônomo James Geach da universidade de Durham, Reino Unido.

Geach e seus colegas usaram o telescópio orbital de raios-X Chandra para medir os raios-X emanados pela região do céu “SSA22”, que contém 29 bolhas de Lyman- α. Essas bolhas são tão distantes que aparecem para nós em uma época equivalente a 2 bilhões de anos após o big bang.

Em 5 das 29 bolhas estudadas há regiões que brilham na freqüência dos raios-X. A presença de raios-X é uma assinatura marcante da atuação dos enfurecidos buracos negros supermassivos centrais das galáxias cercadas pelas bolhas.

Os cálculos realizados pelo time de astrônomos sugerem que a radiação emitida pelos buracos negros centrais, acrescidas das explosões das estrelas das galáxias foi suficiente para energizar as bolhas cósmicas. O gás intergaláctico deve estar sempre presente, de fato, em volta das galáxias, mas é aquecido em certas regiões criando as bolhas que podemos ver.

A fase de formação de bolha

“É possível que quase todas as galáxias massivas primordiais tenham entrado em uma fase de formação de bolha” disse Geach.

Desenho mostra uma visão completa de uma bolha de alfa Lyman brilhando em vermelho e envolve uma galáxia espiral.

O desenho mostra uma visão completa de uma bolha de Lyman-alfa brilhando em vermelho, envolvendo uma galáxia espiral. Crédito: NASA/CXC/M.Weiss

Na pesquisa, as bolhas que não brilhavam na freqüência dos raios-X eram em geral mais menores, sugerindo que se elas estão associadas aos buracos negros centrais então as energia desses buracos negros seria mais fraca para ser detectada, o time complementa.

Se todas as galáxias massivas tem em seu ciclo de vida uma fase de formação de bolha, então tal cenário só pode ser visível por um curto espaço de tempo, talvez somente alguns milhões de anos, reforçou Geach.

“Estamos vendo aqui estes objetos em um estágio em que o gás ainda está presente e está por que está energizado pelos buracos negros e estrelas”, disse Martin Rees, da universidade de Cambridge, o qual não fazia parte do time de pesquisadores. “Se você conseguisse continuar observando estas bolhas por mais um ou dois bilhões de anos você iria perceber que o gás das bolhas seria ejetado ou se teria se transformado em novas estrelas”.

Fontes

Observatório Nacional: A estrutura em larga escala do Universo

Universe Today: Mysterious “Blobs” Are Windows Into Galaxy Formation por Anne Minard

New Scientist: Gluttonous black holes power ancient cosmic ‘blobs’ por Rachel Courtland

National Geographic news:

Astronomy.com: Galaxies coming of age in cosmic blobs [X-ray data show that a significant source of power within these colossal structures is from growing supermassive black holes partially obscured by dense layers of dust and gas]

Space.com:

ScienceDaily: Galaxies Coming Of Age In Cosmic Blobs

Sky & Telescope: A Glowing Vision of the Early Universe [Galaxy formation in the early universe just became a little less mysterious]

._._.

2 comentários

3 menções

  1. carlos gilberto

    Penso que o próximo paradgma muito em breve a ser quebrado será a descoberta de vários outros mundos habitados em nossa galáxia pois assim como o paradgma que existia na idade média de que a terra era o centro do universo foi assim também teremos a noticia, pois será um grande desperdício se não houver outros mundos habitados. Penso que com a velocidade que hoje existe em termos de descobertas logo logo isso irá acontecer.

  2. lorrayne

    adoro ciência
    essas imagens misteriosas me enchem os olhos……
    minha maior vontade é ser cientista…
    vale apena sonhar

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