Buracos negros de massa elevada induzem formação de estrelas

2005-01-29

Imagem (em falsa cor) de NGC 541 no infravermelho e rádio. As regiões azuis mostram o surto de formação de estrelas (o Objecto de Minkowski) e todo o vermelho na diagonal é o jacto de rádio. Crédito: van Breugel, Croft, VLA, Keck, HST.
Uma equipa de astrónomos do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (EUA) reuniu evidências de como 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
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
elevada podem induzir a formação de 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.
através de jactos 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.
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.
.

Buracos negros de massa elevada podem criar jactos de partículas electricamente carregadas (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.
, por exemplo) quando o material circundante está a cair no buraco negro. Os campos magnéticos
campo magnético
O campo magnético é a região em torno de um corpo na qual é detectada uma força magnética. Os campos magnéticos actuam apenas em partículas electricamente carregadas. Campos magnéticos fracos são por exemplo gerados por efeito de dínamo no interior dos planetas e luas, enquanto que campos magnéticos mil milhões de vezes mais fortes podem ser gerados em estrelas e galáxias. Os campos magnéticos são capazes de controlar o movimento de gás ionizado e até moldar a forma dos corpos por eles actuados.
aceleram as partículas carregadas quase à velocidade da luz
velocidade da luz
A velocidade da luz é a rapidez com que se propagam as ondas luminosas (ou radiação electromagnética). No vácuo, é igual a 299 790 km/s, sendo independente do referencial considerado.
e estas emitem radiação na frequência
frequência
Num fenómeno periódico, a frequência é o número de ciclos por unidade de tempo.
do rádio, dando origem aos “jactos de rádio”.

Há cerca de 20 anos, os astrónomos descobriram um “jacto de rádio” associado a uma galáxia
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.
, e pensaram que se tratava de uma colisão casual entre um jacto e uma galáxia. Mas hoje em dia, uma mão cheia destes sistemas descobertos em galáxias próximas leva a crer que esta parelha não é acidental.

Observações realizadas por W. van Breugel e S. Croft (Instituto para a Geofísica e Física Planetária, Laboratório Nacional Lawrence Livermore) constituem agora a melhor evidência de que estes jactos podem induzir formação de estrelas. Estes investigadores utilizaram o VLA
Very Large Array (VLA)
O VLA é um radiointerferómetro composto por 27 antenas de 25 m de diâmetro, dispostas em três braços (em forma de Y) com 9 antenas cada, localizado no Novo México (EUA). O VLA é operado pelo NRAO (National Radio Astronomy Observatory).
(NRAO
National Radio Astronomy Observatory (NRAO)
O NRAO é o Observatório Nacional de Radioastronomia dos EUA e opera vários radiotelescópios, como o VLA, o VLBA, o GBT, o EVLA e o ALMA.
), os Telescópios 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/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.
) e o Telescópio Espacial Hubble
Hubble Space Telescope (HST)
O Telescópio Espacial Hubble é um telescópio espacial que foi colocado em órbita da Terra em 1990 pela NASA, em colaboração com a ESA. A sua posição acima da atmosfera terrestre permite-lhe observar os objectos astronómicos com uma qualidade ímpar.
(NASA/ESA
European Space Agency (ESA)
A Agência Espacial Europeia foi fundada em 1975 e actualmente conta com 15 países membros, incluindo Portugal.
) para observar NGC 541, uma radiogaláxia
radiogaláxia
Uma galáxia muito luminosa nos comprimentos de onda do rádio é chamada de radiogaláxia. Estão normalmente associadas a galáxias gigantes elípticas.
que se situa a cerca de 216 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.
, perto do centro de um enxame de aproximadamente 200 galáxias.

As observações no rádio mostram gás de hidrogénio neutro frio na ponta do jacto da radiogaláxia, onde cerca de 10 milhões de estrelas formam um arco de 32000 anos-luz de extensão. As observações no óptico e 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.
mostram que o arco de estrelas, conhecido como Objecto de Minkowski, é constituído por estrelas jovens, com apenas 10 milhões de anos.

O gás frio é um ingrediente essencial para a formação de estrelas. Os investigadores observaram que quando o jacto de rádio colide com o gás de hidrogénio quente e denso de NGC 541, o meio começa a esfriar e forma uma nuvem grande de hidrogénio neutro, que pode colapsar e provocar a formação de estrelas. Simulações computacionais, realizadas por C. Fragile, P. Anninos e S. Murray, já tinham mostrado que jactos de radiação rádio podem levar ao colapso de nuvens interstelares, induzindo formação de estrelas.

As observações sugerem que o objecto de Minkowski formou-se quando o jacto de rádio, emitido pelo buraco negro de massa elevada de NGC 541, colidiu com o gás denso.

Van Breugel, que estuda buracos negros há mais de 20 anos, considera que estas observações são mais um bom motivo para estudar a relação entre buracos negros e galáxias jovens. As condições observadas em NGC 541 podem ser muito importantes para compreender a formação de galáxias no Universo primitivo. O processo de indução de formação de estrelas através de jactos de rádio pode ter sido fundamental no Universo primitivo, quando as galáxias ainda eram jovens, com muito hidrogénio e poucas estrelas, e os buracos negros estavam mais activos.

Fonte da notícia: http://www.llnl.gov/pao/news/news_releases/2005/NR-05-01-01.html