O Telescópio Espacial Hubble fotografou um conjunto enigmático de objectos de brilho esverdeado que são os fantasmas efémeros de quasares que despertaram para a vida e depois desapareceram.

As estruturas brilhantes têm formas de laçada, helicoidais e de trança. "Não se encaixam num padrão único", disse Bill Keel, da Universidade do Alabama, Tuscaloosa, que deu início à pesquisa do Hubble. Keel acredita que estas estruturas fornecem novas informações sobre o comportamento intrigante das galáxias com núcleos activos.

Calcula-se que os filamentos etéreos que se vêm nas imagens foram iluminados pela poderosa radiação ultravioleta de um buraco negro de grande massa no centro das galáxias hospedeiras. Os mais activos destes núcleos galácticos chamam-se quasares e brilham como holofotes no espaço profundo. O feixe é produzido por um disco de gás superaquecido e brilhante que circunda o buraco negro.

"No entanto, o brilho dos quasares não é suficiente para explicar o que estamos a ver; isto é o registo de algo que aconteceu no passado", disse Keel. "Os filamentos brilhantes dizem-nos que os quasares emitiram em tempos mais energia, ou então estão a mudar muito rapidamente, o que não deveria acontecer."

Segundo Keel, uma explicação possível é haver pares de buracos negros orbitando-se mutuamente a alimentar os quasares, o que pode provocar alterações no seu brilho.

O feixe de cada quasar fez com que os filamentos, de outra forma invisíveis no espaço profundo, brilhassem através de um processo chamado fotoionização. Nos filamentos há átomos de oxigénio, hidrogénio, hélio, azoto, enxofre e néon, que absorvem a luz do quasar e voltam lentamente a emiti-la, ao longo de muitos milhares de anos. O tom verde-esmeralda é provocado pelo oxigénio ionizado.

Pensa-se que os filamentos verdes são longas caudas de gás separadas, como fios de açúcar em ponto, pelas forças gravitacionais resultantes de uma fusão de duas galáxias. Em vez de serem arrancadas do buraco negro do quasar, estas estruturas imensas, com dezenas de milhares de anos-luz de comprimento, orbitam lentamente a sua galáxia hospedeira, muito tempo depois da fusão ter terminado.

"Vemos estas faixas encurvadas de poeira ligando-se ao gás, e há um modelo matemático que descreve como este material se enrola em torno da galáxia", disse Keel. Potencialmente, podemos dizer que estamos a ver o que aconteceu 1,5 mil milhões de anos após a queda de uma galáxia pequena rica em gás sobre uma galáxia maior."

As estruturas verdes fantasma estão tão longe da galáxia que podem ter-se iluminado apenas dezenas de milhares de anos após a explosão do quasar, e é provável que só desapareçam dezenas de milhares de anos após o quasar em si ter desaparecido. É este o tempo necessário para a luz do quasar as alcançar.

Não é por coincidência que as fusões de galáxias também podem provocar o nascimento de um quasar através do material que verte para o gigantesco buraco negro central.

O primeiro objecto de tipo fantasma-verde foi descoberto em 2007 pela professora holandesa Hanny van Arkel. Ela descobriu a estrutura fantasma através do projecto online Galaxy Zoo. O projecto começou por contar com a participação do público para ajudar a classificar mais de um milhão de galáxias catalogadas no SDSS (Sloan Digital Sky Survey), e avançou com a adição de galáxias observadas em imagens do Hubble do Universo distante. O objecto recebeu o nome de Hanny’s Voorwerp (objecto da Hanny).

Como as imagens de seguimento obtidas pelo Hubble do Hanny’s Voorwerp foram intrigantes, Keel abriu a caça aos objectos estranhos deste tipo. Estes teriam de partilhar a rara e marcante assinatura de cor do Hanny’s Voorwerp nas imagens do SDSS.

Keel conseguiu 200 voluntários que se oferecem especificamente para observar mais de 15 mil galáxias a hospedar quasares. Cada candidato tinha que obter pelo menos 10 pontos de vista que em conjunto revelassem nuvens estranhamente coloridas.

A equipa de Keel considerou as galáxias que pareciam as mais promissoras e estudou-as, dividindo a sua luz nas cores componentes através de espectroscopia. Nas observações de acompanhamento, realizadas no Observatório de Kitt Peak e no Observatório Lick, a equipa encontrou 20 galáxias com gás que foi ionizado pela radiação de um quasar e não pela energia de formação de estrelas, e as nuvens estendendo-se por mais de 30 mil anos-luz fora das galáxias hospedeiras.

Oito das nuvens recém-descobertas tinham mais energia do que seria de esperar, dada a quantidade de radiação que emana do quasar hospedeiro, mesmo quando observadas em luz infravermelha pelo telescópio espacial WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer). Os quasares hospedeiros tinham apenas um décimo do brilho necessário para fornecer energia suficiente para a fotoionização do gás. Segundo Keel, as alterações do brilho são provavelmente regidas pela taxa à qual o material está a cair no buraco negro central.

Para Keel, esta variabilidade do quasar pode ser explicada se houver dois buracos negros a orbitar-se mutuamente no centro da galáxia hospedeira. Isto é possível se duas galáxias se tiverem fundido. Um par de buracos negros orbitando-se poderia interromper o fluxo constante do gás que cai, causando picos abruptos na taxa de acreção e desencadeando explosões de radiação.

Quando a Via Láctea se fundir com Andrómeda (M31), daqui a cerca de 4 mil milhões anos, os buracos negros centrais de cada uma das galáxias podem acabar a orbitar-se. Assim, no futuro distante, o nosso sistema galáctico poderá ter sua própria versão do Hanny’s Voorwerp a cercá-lo.

Fonte da notícia: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2015/13/full/