Dados de uma pesquisa em andamento do observatório SWIFT ajudaram aos astrônomos a resolver um problema existente há décadas: o mistério que está por trás da irradiação de vastas quantidades de energia originadas a partir de uma pequena quantidade de buracos negros.
NO PAINEL ACIMA: Fotografias na luz visível dos diversos núcleos de galáxias ativas (destacados nos círculos), detectados pela pesquisa SWIFT de raios-X de alta energia, mostram claramente a presença de galáxias em colisão. Estas imagens, capturadas pelo telescópio de 2,1 metros no Kitt Peak National Observatory no Arizona, mostram os formatos de galáxias entrelaçadas ou distorcidas pela atração gravitacional dos vizinhos próximos. Embora estes AGNs aqui mostrados já fossem conhecidos antes da pesquisa do SWIFT, dúzias de outros foram encontrados pelo SWIFT em galáxias mais distantes. Créditos: NASA/Swift/NOAO/Michael Koss e Richard Mushotzky (Universidade de Maryland).
Os cientistas estimam que cerca de 1% dos buracos negros supermassivos apresentam este tipo de comportamento. As novas descobertas confirmam que os buracos negros “se acendem” quando suas galáxias colidem. Os dados da pesquisa oferecem um vislumbre de como poderá ser o comportamento do buraco negro central de nossa galáxia, a Via Láctea, no futuro distante.
O que alimenta os Núcleos Galácticos Ativos?
A intensa emissão a partir dos centros das galáxias, os núcleos, ocorrem próximas ao seu buraco negro supermassivo que contem de milhões a bilhões de vezes a massa do nosso Sol. Liberando quantidade da ordem de 10 bilhões de vezes a energia irradiada pelo Sol, alguns destes Núcleos Galácticos Ativos (AGN – active galactic nuclei) constituem os mais luminosos objetos de todo o Universo Observável. Os AGNs incluem os quasares e os blazares.
“Os físicos teóricos têm demonstrado que a violência das fusões entre galáxias podem alimentar seus buracos negros centrais”, disse Michael Koss, autor líder deste estudo, estudante da Universidade de Maryland em College Park. “O estudo elegantemente explica como os buracos negros ‘se acenderam’.”
Até a pesquisa dos raios-X exegéticos (hard X-rays) do SWIFT, os astrônomos não tinham certeza se já haviam contado a maioria dos AGNs. As nuvens espessas de poeira e gás cósmicos que cercam os buracos negros nas galáxias ativas bloqueiam o ultravioleta, a luz visível e as radiações de alta freqüência de baixa energia como os raios-X ‘soft’.
A radiação infravermelha da poeira aquecida nas vizinhanças do buraco negro conseguem ultrapassar as densas nuvens, mas podem ser confundidas pelas emissões a partir das regiões de formação estelar da própria galáxia. Por outro lado os raios-X de alta energia (hard X-rays) conseguem ajudar os cientistas a detector diretamente a presença do buraco negro supermassivo nos núcleos ativos.
Desde 2004, o dispositivo BAT (Burst Alert Telescope) a bordo do observatório SWIFT tem mapeado todo-o-céu nas freqüências do espectro dos raios-X de alta energia.
“Ao construir este mapa ano após ano, a pesquisa ‘SWIFT BAT Hard X-ray Survey’ consiste no maior, mais sensível e completo censo do céu nesta faixa do espectro de alta energia” disse Neil Gehrels, principal pesquisador do SWIFT dentro do Goddard Space Flight Center em Greenbelt, Maryland.
Esta pesquisa, sensível na detecção de AGN até 650 milhões de anos luz, descobriu dezenas de sistemas que até hoje não haviam sido reconhecidos.
A colisão de galáxias ativa os buracos negros centrais
“A pesquisa do SWIFT BAT nos fornece uma visão diferente dos AGNs”, disse Koss. A equipe observou que cerca de 25% das 260 galáxias que o instrumento BAT identificou são pares de galáxias sofrendo o processo de fusão. “Talvez 60% destas galáxias irão completar suas unificações no próximo bilhão de anos. Nós pensamos que encontramos agora ‘prova do crime’ do que causa o acionamento dos AGN conforme os físicos teóricos previram”.
“Nós nunca tínhamos visto tão claramente a real causa da atividade dos AGNs”, disse Joel Bregman, astrônomo da Universidade de Michigan, Ann Arbor, que não estava envolvido diretamente neste estudo. “A equipe do SWIFT deve estar identificando um estágio inicial deste processo com a pesquisa de raios-X de alta energia”.
Richard Mushotzky e Sylvain Veilleux da Universidade de Maryland e Lisa Winter do Center for Astrophysics and Space Astronomy na Universidade do Colorado em Boulder fizeram parte da equipe de investigadores.
O trabalho será publicado em 20 de junho no The Astrophysical Journal Letters.
Animações e imagens:
Swift Survey Finds ‘Smoking Gun’ of Black Hole Activation
Fontes:
Science Now: Violent Galaxy Collisions Power Mega Black Holes
NASA: NASA’s Swift Survey finds ‘Smoking Gun’ of Black Hole Activation
Universe Today: Galaxy Mergers Make Black Holes ‘Light Up’
APOD: Black Holes in Merging Galaxies
Science Daily: NASA’s Swift Survey Finds ‘Smoking Gun’ of Black Hole Activation
Space Daily: Swift Survey Finds Smoking Gun Of Black Hole Activation
Space Daily: Massive Black Holes ‘Switch On’ In Galaxy Collisions
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