Explicado mistério com 30 anos sobre núcleos ativos de galáxias

Composição de 4 imagens (ultravioleta, visível e infravermelho) da galáxia M87. O jato a azul representa eletrões a viajarem a velocidades próximas da velocidade da luz. A componente estelar da galáxia apresenta uma cor predominantemente amarela. Crédito: NASA/equipa Hubble Heritage (STScI/AURA)

Uma equipa internacional de astrónomos, liderada por investigadores do Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP), conseguiu explicar porque é que algumas galáxias elípticas parecem ser simultaneamente muito e pouco ativas.

A equipa, liderada pelos investigadores do CAUP Polychronis Papaderos e Jean Michel Gomes, descobriu que o meio interestelar de algumas galáxias elíticas é tão poroso, que até cerca de 90% da radiação ionizante consegue escapar à absorção pelo meio interestelar. Esta descoberta tem consequências importantes para a nossa compreensão de um dos fenómenos mais energéticos do Universo, os núcleos ativos de galáxias.

Segundo Papaderos, estes resultados, publicados no último número da revista Astronomy & Astrophysics “fornecem a solução de um enigma com 30 anos e um novo modelo concetual com o qual a família dos núcleos ativos de galáxias se torna muito mais simples do que anteriormente pensávamos”.

Embora sejam já conhecidos há várias décadas, alguns tipos de núcleos ativos de galáxias continuam ainda a apresentar vários mistérios. Em particular, a maioria destes objetos apresentam uma emissão muito elevada nas bandas do rádio ou dos raios-X, mas quase indetetável no visível. Assim, os astrónomos não eram capazes de estabelecer se este tipo de núcleos ativos de galáxias correspondiam a casos de elevada atividade (evidenciada pela emissão intensa em raios-X) ou de baixa atividade (tal como sugerido pela fraca emissão no visível).

As radiações ionizantes produzidas por estrelas – principalmente nas fases finais das suas vidas – são em grande parte absorvidas pelo gás que constitui o meio interestelar das galáxias, sendo depois reemitidas em riscas de emissão caraterísticas desse gás, incluindo, por exemplo, riscas na banda do visível.

Por falta de dados com resolução suficiente, durante muito tempo admitiu-se que apenas uma pequena porção da radiação ionizante conseguia escapar à absorção pelo meio interestelar. Graças a novas observações, com maior resolução, a equipa conseguiu agora verificar que isto só é verdade para algumas galáxias.

Com estes resultados, os astrónomos conseguiram finalmente determinar que a disparidade entre as observações no ótico e noutras bandas é devida essencialmente à elevada porosidade do meio interestelar nestas galáxias que, assim, é incapaz de absorver radiação ionizante de forma eficiente. Como consequência, o próprio meio interestelar torna-se também incapaz de emitir energia suficiente sob a forma de luz visível, resultando em luminosidades muito baixas nas riscas de emissão do gás ionizado, quando comparado com raios-X ou rádio.

Este resultado traz importantes consequências para a astronomia e para a forma como os astrónomos interpretam observações de galáxias distantes, sendo especialmente importantes para o estudo dos núcleos ativos de galáxias. Esta descoberta constitui, assim, um passo decisivo na investigação e compreensão destes objetos astronómicos.