Nota de Imprensa

Buraco Negro Apanhado a Construir Galáxia Hospedeira?

30 de Novembro de 2009

O que vem primeiro, os buracos negros supermassivos que devoram matéria freneticamente ou as enormes galáxias nas quais eles residem? Um novo cenário surgiu de um conjunto recente de observações extraordinárias feitas de um buraco negro sem casa: os buracos negros podem estar a “construir” a sua própria galáxia hospedeira. Este pode bem ser o elo perdido, há muito procurado, que explica porque razão é que as massas dos buracos negros são maiores em galáxias que contêm maior número de estrelas.

“A questão do ‘ovo e da galinha’ relativamente a saber se é a galáxia ou o seu buraco negro que se forma primeiro é um dos assuntos mais debatidos na astrofísica moderna,” diz o autor principal David Elbaz. “ O nosso trabalho sugere que os buracos negros supermassivos podem desencadear a formação estelar, ‘construindo’ desse modo as suas próprias galáxias hospedeiras. Esta descoberta poderá também explicar porque é que as galáxias que albergam buracos negros têm mais estrelas.”

Para chegar a uma conclusão tão extraordinária, a equipa de astrónomos observou extensivamente um objecto peculiar, o quasar próximo HE0450-2958 (ver ESO PR 23/05 para um estudo anterior sobre este objecto), o único quasar para o qual não foi ainda detectada uma galáxia hospedeira [1]. HE0450-2958 situa-se a cerca de 5 milhares de milhões de anos-luz de distância.

Até agora especulava-se que a galáxia hospedeira deste quasar estaria escondida por trás de grandes quantidades de poeira, e por isso os astrónomos utilizaram um instrumento que trabalha no infravermelho médio montado no Very Large Telescope do ESO [2]. A tais comprimentos de onda, as nuvens de poeira brilham intensamente sendo por isso facilmente detectadas. “Observando a estes comprimentos de onda poderíamos traçar a poeira que estaria a esconder a galáxia hospedeira,” diz Knud Jahnke, que liderou as observações feitas no VLT. “Contudo, não encontrámos poeira nenhuma. No entanto, descobrimos que uma galáxia sem relação aparente, situada na vizinhança imediata do quasar, se encontra a produzir estrelas a uma taxa elevadíssima.”

Estas observações deram-nos uma visão completamente diferente deste sistema. Embora não se encontre nenhuma estrela à volta do buraco negro, a sua galáxia companheira é extremamente rica em estrelas muito jovens e brilhantes. Está a formar estrelas a uma taxa equivalente a cerca de 350 Sóis por ano, ou seja cem vezes mais do que as taxas observadas para galáxias típicas do Universo local.

Observações anteriores tinham mostrado que a galáxia companheira se encontra, de facto, a ser alvejada: o quasar liberta um jacto de partículas altamente energéticas na sua direcção, acompanhado por uma corrente de gás que se move a alta velocidade. Esta injecção de matéria e energia na galáxia indica que o próprio quasar poderá estar a induzir a formação de estrelas e portanto a criar a sua própria galáxia hospedeira; num tal cenário, as galáxias desenvolver-se-iam a partir de nuvens de gás atingidas por jactos energéticos vindos de quasares.

“Os dois objectos estão destinados a colidir e fundir-se no futuro: o quasar desloca-se a uma velocidade de apenas algumas dezenas de milhar de km/h relativamente à galáxia companheira e a sua separação é de apenas 22 000 anos-luz,” diz Elbaz. “Embora o quasar ainda se encontre “nu”, irá eventualmente ficar “vestido” quando se fundir com a sua companheira rica em estrelas. Assim, passará finalmente a residir no interior duma galáxia hospedeira como todos os outros quasares.”

Deste modo, a equipa identificou os jactos de buracos negros como possíveis motores de formação galáctica, o que pode também representar o elo perdido, há muito procurado, para compreender porque é que a massa dos buracos negros é maior em galáxias que contêm mais estrelas [3].

“Uma extensão natural do nosso trabalho será procurar objectos similares noutros sistemas,” diz Jahnke.

Instrumentos futuros, tais como os Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, European Extremely Large Telescope e NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope serão capazes de procurar tais objectos a maiores distâncias de nós, investigando a relação entre os buracos negros e a formação de galáxias no Universo mais distante.

Notas

[1] Os buracos negros supermassivos encontram-se no interior das maiores galáxias; contrariamente ao buraco negro, bastante esfomeado e inactivo, que se encontra no centro da Via Láctea, uma fracção destes buracos negros estão activos, no sentido em que consomem enormes quantidades de matéria. Estas acções frenéticas libertam uma enorme quantidade de energia em todo o espectro electromagnético; particularmente espectacular é o caso dos quasares, nos quais o núcleo activo é tão brilhante que ultrapassa a luminosidade da galáxia hospedeira.

[2] Esta parte do estudo é baseada em observações, feitas no infravermelho médio com o instrumento VISIR montado no VLT, que faz espectros e imagens, combinadas com dados adicionais incluindo: espectros adquiridos com o VLT-FORS, imagens no visível e infravermelho do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e observações no rádio da
Australia Telescope National Facility.

[3] A maioria das galáxias no Universo local contém um buraco negro supermassivo com uma massa de cerca de 1/700 da massa do bojo galáctico. A origem desse buraco negro versus a sua relação com a massa estelar é um dos assuntos mais debatidos na astrofísica moderna.

Informações adicionais

Este trabalho foi apresentado em artigos publicados nas revistas da especialidade Astronomy & Astrophysics: “Quasar induced galaxy formation: a new paradigm?” por Elbaz et al., e Astrophysical Journal “The QSO HE0450-2958: Scantily dressed or heavily robed? A normal quasar as part of an unusual ULIRG” por Jahnke et al.

A equipa é composta por David Elbaz (Service d’Astrophysique, CEA Saclay, França), Knud Jahnke (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Alemanha), Eric Pantin (Service d’Astrophysique, CEA Saclay, França), Damien Le Borgne (Paris University 6 e CNRS, Institut d'Astrophysique de Paris, França) e Géraldine Letawe (Institut d'Astrophysique et de Géophysique, Université de Liège, Bélgica).

O ESO, o Observatório do Sul Europeu, é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 14 países: Áustria, Alemanha, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Itália, Holanda, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e funcionamento de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta, no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope, o observatório astronómico, no visível, mais avançado do mundo. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio  ALMA, o maior projecto astronómico que existe actualmente. O ESO encontra-se a planear o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescópio de 42 metros que observará na banda do visível e próximo infravermelho. O E-ELT será “o maior olho no céu do mundo”.

Links

• Artigos científicos: http://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/200912848/pdf
  e http://arxiv.org/abs/0906.0365
• Página Web de David Elbaz: http://david.elbaz3.free.fr

Contactos

David Elbaz
CEA, Saclay
France
Tel: +33 (0)1 69 08 54 39
Email: delbaz@cea.fr

Knud Jahnke
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg Tel: +49 6221 528 398
Email: jahnke@mpia-hd.mpg.de

Margarida Serote (Contacto de imprensa em Portugal)
Rede de Divulgação Científica do ESO e Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço,
Tel: +351 964951692
Email: eson-portugal@eso.org

Connect with ESO on social media

Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso0946, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.