Nota de Imprensa

Ecos de galáxias do passado

Observações do VLT identificam novo tipo de galáxia muito raro

5 de Dezembro de 2012

Uma nova classe de galáxias foi identificada com o auxílio do Very Large Telescope do ESO (VLT), o telescópio Gemini South e o telescópio Canadá-França-Hawaii (CFHT). Apelidadas “galáxias feijão verde” devido à sua aparência invulgar, estas galáxias brilham sob a intensa radiação emitida pelo material que circunda os enormes buracos negros centrais e encontram-se entre os objetos mais raros do Universo.

Muitas galáxias têm um buraco negro gigante no seu centro, que faz com que o gás em sua volta brilhe. No caso das galáxias feijão verde toda a galáxia brilha e não apenas o centro. Estas novas observações revelam as regiões maiores e mais brilhantes alguma vez encontradas, que se pensa serem alimentadas por buracos negros centrais, muito ativos no passado mas que estão agora a desvanecer.

O astrónomo Mischa Schirmer do Observatório Gemini observou muitas imagens do Universo distante à procura de enxames de galáxias, mas quando viu um objeto numa imagem do telescópio Canadá-França-Hawaii, ficou espantado - o objeto parecia uma galáxia mas era verde brilhante. Não era como nenhuma galáxia que ele já tivesse visto antes, algo totalmente inesperado. Schirmer resolveu então pedir tempo de telescópio no Very Large Telescope do ESO para descobrir o que estaria a causar o invulgar brilho verde [1].

"O ESO concedeu-me muito rapidamente tempo de observação e apenas alguns dias depois de ter submetido a minha proposta, este estranho objeto foi observado pelo VLT," diz Schirmer. "Dez minutos depois dos dados terem sido adquiridos no Chile, estavam já no meu computador na Alemanha. Rapidamente defini as minhas prioridades de trabalho de investigação, quando se tornou evidente que tinha encontrado algo realmente novo."

O novo objeto tem o nome J224024.1-092748 ou J2240, situa-se na constelação do Aquário e a sua luz levou cerca de 3,7 mil milhões de anos a chegar até nós.

Depois da descoberta, a equipa de Schirmer procurou no seio de uma lista de quase mil milhões de galáxias [2] e encontrou mais 16 galáxias com propriedades semelhantes, que foram posteriormente confirmadas por observações feitas com o telescópio Gemini South. Estas galáxias são tão raras que existe, em média, apenas uma em cada cubo de 1,3 mil milhões de anos-luz de lado. Este novo tipo de galáxias foi apelidado galáxias feijão verde, devido à sua cor e porque superficialmente são parecidas às galáxias ervilha [3], embora sejam maiores.

Em muitas galáxias o material que rodeia o buraco negro central de elevada massa emite radiação intensa, ionizando o gás circundante que brilha fortemente. Estas regiões brilhantes em galáxias ativas típicas são geralmente pequenas, não ultrapassando os cerca de 10% do diâmetro da galáxia. No entanto, as observações da equipa mostraram que, no caso da J2240 e das outras galáxias feijão verde descobertas posteriormente, esta região é verdadeiramente enorme, comportando toda a galáxia. A J2240 apresenta uma das maiores e mais brilhantes regiões deste tipo encontradas até agora. O oxigénio ionizado brilha intensamente a verde, o que explica a estranha cor que originalmente chamou a atenção de Schirmer.

"Estas regiões brilhantes são fantásticas para tentar perceber a física das galáxias - é como enfiar um termómetro médico numa galáxia muito, muito distante," diz Schirmer. "Normalmente, estas regiões não são nem muito grandes nem muito brilhantes, e por isso só se conseguem observar bem em galáxias próximas. No entanto, nestas galáxias recentemente descobertas, as regiões são tão grandes e brilhantes que podem ser observadas com todo o pormenor, apesar das enormes distâncias envolvidas."

A análise subsequente dos dados revelou outro mistério. A J2240 parece ter um buraco negro central muito menos ativo do que o esperado pelo tamanho e brilho da região brilhante. A equipa pensa que as regiões brilhantes devem ser um eco de quando o buraco negro estava muito mais ativo no passado e que irão gradualmente diminuindo de brilho à medida que os restos de radiação passam através delas e se perdem no espaço [4].

Estas galáxias assinalam a presença de um centro galáctico a desvanecer-se, marcando uma fase transitória na vida de uma galáxia. No Universo primordial as galáxias eram muito mais ativas, com buracos negros em crescimento no seus centros, que engoliam as estrelas e o gás circundante e brilhavam intensamente, produzindo facilmente até 100 vezes mais luz do que todas as estrelas da galáxia juntas. Ecos de luz como o observado na J2240 permitem aos astrónomos estudar os processos de cancelamento destes objetos ativos, de modo a compreender o como, quando e porquê da sua paragem - e porque é que agora vemos tão poucos deles nas galáxias mais jovens. Isto é o que a equipa pretende estudar a seguir, continuando este trabalho com observações nos raios X e também observações espectroscópicas.

"Descobrir algo genuinamente novo é o sonho de qualquer astrónomo tornado realidade, um acontecimento único na vida," conclui Schirmer. "É verdadeiramente inspirador!" 

Notas

[1] Os astrónomos estudaram o objeto com o auxílio do espectrógrafo X-shooter, montado no VLT. Ao separar a radiação nas suas componentes coloridas, puderam descobrir a composição do material brilhante e o porquê do brilho tão intenso.

[2] Esta busca foi feita sobre a enorme base de dados online do Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

[3] As galáxias ervilha são pequenas e luminosas, apresentando intensa formação estelar. Foram descobertas em 2007 pelos participantes do projeto astronómico Galaxy Zoo. Ao contrário das galáxias feijão, estas galáxias são muito pequenas - a nossa Via Láctea contém massa equivalente à de cerca de 200 galáxias ervilha normais. A semelhança entre as galáxias ervilha e as galáxias feijão verde limita-se à sua aparência, já que a maioria não se encontra relacionada entre si.

[4] Em muitas galáxias ativas, o buraco negro central encontra-se obscurecido por enormes quantidades de poeira, o que torna difícil medir a sua atividade. Para descobrir se as galáxias feijão verde eram realmente diferentes de outras galáxias com centros escondidos, os astrónomos observaram-nas nos maiores comprimentos de onda do infravermelho, comprimentos de onda esses que penetram facilmente mesmo nas mais espessas nuvens de poeira. As regiões centrais da J2240, e das outras galáxias feijão verde, revelaram-se muito menos luminosas do que o esperado, o que significa que o núcleo ativo se encontra agora muito mais fraco do que o sugerido pelo brilho das regiões brilhantes. 

Informações adicionais

Este trabalho foi apresentado num artigo científico, "A sample of Seyfert-2 galaxies with ultra-luminous galaxy-wide NLRs – Quasar light echos?", que será publicado na revista da especialidade The Astrophysical Journal.

A equipa é composta por M. Schirmer (Gemini Observatory, Chile; Argelander-Institut für Astronomie, Universität Bonn, Alemanha), R. Diaz (Gemini Observatory, Chile), K. Holhjem (SOAR Telescope, Chile), N. A. Levenson (Gemini Observatory, Chile) e C. Winge (Gemini Observatory, Chile).

O ano de 2012 marca o quinquagésimo aniversário da fundação do Observatório Europeu do Sul (ESO). O ESO 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 15 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, 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 óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. O ESO encontra-se a planear o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescópio de 39 metros que observará na banda do visível e próximo infravermelho. O E-ELT será "o maior olho no céu do mundo".

O Telescópio Canadá-França-Hawaii (CFHT) é operado pelo National Research Council of Canada, pelo Institut National des Sciences de l'Univers do Centre National de la Recherche Scientifique de França e pela Universidade do Hawaii. 

Links

• Artigo científico
• Fotografias do VLT

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1249, 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.