Chandra revela como crescem as galáxias

2003-06-11

As galáxias 3c294 (à esquerda) e 4c41.17 (à direita) observadas em raios-X pelo Chandra. Os jactos de partículas de alta energia observados nestas imagens ajudam a compreender o papel dos buracos negros de massa elevada no crescimento das galáxias de massa elevada. Crédito: NASA/CXC/IoA/A. Fabian et al.
Duas galáxias
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
de massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
elevada, 3C294 e 4C41.17, que se encontram a 10 e 12 mil milhões de anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
respectivamente, foram observadas pelo observatório espacial de raios-X
raios-X
A radiação X é a radiação electromagnética cujo comprimento de onda está compreendido entre o ultravioleta e os raios gama, ou seja, pertence ao intervalo de aproximadamente 0,1 Å a 100 Å. Descobertos em 1895, os raios-X tambêm são, por vezes, chamados de raios de Röntgen em homenagem ao seu descobridor. A radiação X é altamente penetrante, o que a torna muito útil, por exemplo, para obter radiografias.
Chandra
Chandra X-ray Observatory
O observatório de raios-X Chandra, lançado em 1999, faz parte do projecto dos Grandes Observatórios Espaciais da NASA. O seu nome homenageia Subrahmanyan Chandrasekhar, Prémio Nobel da Física em 1983. O Chandra detecta fontes de raios-X a milhares de milhões de anos-luz de nós. Observar em raios-X é a única forma de observar matéria muito quente, a milhões de graus Célsius. O Chandra detecta raios-X de regiões de alta energia, como por exemplo remanescentes de supernovas.
(NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
). As imagens revelaram nuvens de partículas de alta energia envolvendo as galáxias. Pensa-se que estas partículas energéticas são restos de eventos explosivos que ocorreram no passado e cujos vestígios são os jactos de raios-X e de rádio
rádio
O rádio é a banda do espectro electromagnético de maior comprimento de onda (menor frequência) e cobre a gama de comprimentos de onda superiores a 0,85 milímetros. O domínio do rádio divide-se no submilímetro, milímetro, microondas e rádio.
que se estendem até aos buracos negros
buraco negro
Um buraco negro é um objecto cuja gravidade é tão forte que a sua velocidade de escape é superior à velocidade da luz. Em Astronomia, distinguem-se dois tipos de buraco negro: os buracos negros estelares, que resultam da morte de uma estrela de massa elevada, e os buracos negros galácticos, que existem no centro das galáxias activas.
de massa elevada localizados nos centros das galáxias.

O quadro que se figura é o de um grande ciclo cósmico. Uma região densa de gás intergaláctico arrefece para formar pequenas galáxias; a fusão
fusão
1- passagem do estado sólido ao líquido, por efeito do calor; 2- junção, união.
de algumas galáxias pequenas resulta numa galáxia maior com um buraco negro de massa elevada no seu centro. A galáxia e o seu buraco negro central continuarão a crescer através da aglutinação de outras galáxias e acumulação de gás do espaço intergaláctico.

No entanto, a queda de matéria para dentro do buraco negro produz um jacto de partículas de alta energia que aquece o gás circundante e trava a queda de matéria para o buraco negro. A actividade em torno do buraco negro pára devido à falta de fornecimento de matéria e os jactos desaparecem. Milhões de anos depois, o gás arrefece e de novo volta a cair para a galáxia, dando início a uma nova época de crescimento. É como se a natureza tentasse impor um limite superior em massa às galáxias.

Em 3C294 e 4C41.17, os jactos magnetizados de partículas de alta energia foram primeiro identificados por radiotelescópios. Estes jactos, agora detectados pelo Chandra, atravessaram nuvens de gás e poeira, despoletando a formação de milhares de milhões de novas estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
. Em 4C41.17, as nuvens de poeira activas em formação de estrelas são as fontes de radiação
radiação electromagnética
A radiação electromagnética, ou luz, pode ser considerada como composta por partículas (os fotões) ou ondas. As suas propriedades dependem do comprimento de onda: ondas ou fotões com comprimentos de onda mais longos traduzem radiação menos energética. A radiação electromagnética, ou luz, é usualmente descrita como um conjunto de bandas de radiação, como por exemplo o infravermelho, o rádio ou os raios-X.
do infravermelho
infravermelho
Região do espectro electromagnético compreendida entre os comprimentos de onda de 0,7 e 350 mícrones. Esta banda permite observar astros, fenómenos, ou processos físicos com temperaturas entre 10 e 5200 graus Kelvin.
mais poderosas alguma vez observadas e estão embebidas em nuvens de gás ainda maiores.

Estas nuvens maiores foram recentemente observadas pelo Observatório Keck
W. M. Keck Observatory
O Observatório W. M. Keck é operado pelo Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) e pela NASA, e encontra-se localizado em Mauna Kea, no Havai. O observatório é constituído por dois telescópios gémeos de 10 metros, o Keck I e o Keck II.
(Caltech/UC/NASA, EUA). A temperatura do gás atinge 10 000°C. Estas nuvens são material que sobrou da formação de galáxias e que devia ter arrefecido rapidamente na ausência de uma fonte de calor
calor
O calor é energia em trânsito entre dois corpos ou sistemas.
.

A coincidência das nuvens de gás quente com as maiores extensões de emissão de raios-X é significativa. A maior parte da radiação X proveniente de 3C294 e 4C41.17 deve-se a colisões entre electrões
electrão
Partícula elementar pertencente à família dos leptões - partículas sujeitas à interacção nuclear fraca, electromagnética e gravitacional. Os electrões possuem carga eléctrica negativa e encontram-se nos átomos de todos os elementos químicos, orbitando à volta do núcleo atómico, que possui carga eléctrica positiva.
energéticos e fotões
fotão
O fotão, muitas vezes referido como a partícula de luz, é o quantum do campo electromagnético e é a partícula elementar da radiação electromagnética.
do fundo cósmico, produzidos nos primórdios quentes do Universo. Porque estas galáxias se encontram distantes, a radiação que observamos teve origem quando o Universo era mais jovem e o fundo cósmico mais intenso - este efeito aumenta a radiação X, ajudando os astrónomos a estudar galáxias extremamente distantes.

Tanto 3C294 como 4C41.17 residem em regiões do espaço que contêm um número invulgarmente elevado de galáxias. O gás e as galáxias que as rodeiam hão-de colapsar eventualmente para formar aglomerados de galáxias
enxame de galáxias
Um enxame, ou aglomerado, de galáxias é um conjunto de galáxias gravitacionalmente ligadas. A Via Láctea pertence ao aglomerado chamado Grupo Local de galáxias. O enxame de galáxias mais próximo de nós é o Enxame da Virgem.
, que são dos objectos de maior massa no Universo.

As observações realizadas pelo Chandra deram origem a um artigo sobre 3C294, publicado na revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society de Junho de 2003 e cujo primeiro autor é A. Fabian (Universidade de Cambridge, Inglaterra). Um segundo artigo, este sobre 4C41.17, será publicado na revista da especialidade The Astrophysical Journal em Junho de 2003, tendo como autor principal C. Scharf (Universidade Columbia, EUA).

Fonte da notícia: http://chandra.harvard.edu/press/03_releases/press_052103.html