Por favor, avalie esta postagem
A gigante galáxia elíptica no centro desta imagem do Hubble é o membro mais massivo e mais brilhante do aglomerado de galáxias Abell 2261. Abrangendo um pouco mais de um milhão de anos-luz, a galáxia tem cerca de 10 vezes o diâmetro da nossa galáxia, a Via Láctea. A galáxia inchada é membro de uma classe incomum de galáxias com um núcleo difuso preenchido por uma névoa de luz estelar. Abell 2261 está localizado a três bilhões de anos-luz de distância. As observações foram feitas de março a maio de 2011. Crédito: NASA; ESA; M. Postman, STScI; T. Lauer, NOAO, Tucson; Equipe CLASH.
Esta nova imagem do Hubble mostra Abell 2261, uma galáxia elíptica gigante localizada a cerca de três bilhões de anos-luz de distância e que tem aproximadamente dez vezes o diâmetro do nosso via Láctea com um núcleo invulgarmente grande medindo cerca de 10.000 anos-luz.
Astrônomos usando NASAde telescópio espacial Hubble obtiveram uma nova visão notável de uma enorme galáxia elíptica que pode ter sido inchada pelas ações de um ou mais buracos negros em seu núcleo.
Abrangendo um pouco mais de um milhão de anos-luz, a galáxia tem cerca de 10 vezes o diâmetro da nossa galáxia, a Via Láctea. A galáxia inchada é membro de uma classe incomum de galáxias com um núcleo difuso preenchido com uma névoa de luz estelar onde normalmente haveria um pico concentrado de luz em torno de um centro central. buraco negro. Ver o núcleo é como ver uma cidade sem centro, apenas casas espalhadas por uma vasta paisagem.
Os astrônomos usaram a Advanced Camera for Surveys e a Wide Field Camera 3 do Hubble para medir a quantidade de luz estelar em toda a galáxia, apelidada de A2261-BCG. As observações do Hubble revelaram que o núcleo inchado da galáxia, medindo cerca de 10.000 anos-luz, é o maior já visto.
O tamanho do núcleo de uma galáxia normalmente está correlacionado com as dimensões da sua galáxia hospedeira, mas neste caso, a região central é muito maior do que os astrónomos esperariam para o tamanho da galáxia. Na verdade, o núcleo inchado é três vezes maior que o centro de outras galáxias muito luminosas. Localizada a três bilhões de anos-luz de distância, a galáxia é a galáxia mais massiva e brilhante do aglomerado Abell 2261.
Os astrónomos propuseram duas possibilidades para o núcleo inchado. Um cenário é que um par de buracos negros em fusão agitou gravitacionalmente e espalhou as estrelas. Outra ideia é que os buracos negros em fusão foram ejetados do núcleo. Deixadas sem âncora, as estrelas começaram a se espalhar ainda mais, criando um núcleo de aparência inchada.
Observações anteriores do Hubble revelaram que buracos negros supermassivos, pesando milhões ou milhares de milhões de vezes mais que o Sol, residem nos centros de quase todas as galáxias e podem desempenhar um papel na formação dessas regiões centrais.
“Esperar encontrar um buraco negro em cada galáxia é como esperar encontrar um buraco dentro de um pêssego”, explicou o astrónomo Tod Lauer do Observatório Nacional de Astronomia Óptica em Tucson, Arizona, co-autor do estudo do Hubble. “Com esta observação do Hubble, cortamos o pêssego maior e não conseguimos encontrar o caroço. Não sabemos ao certo se o buraco negro não existe, mas o Hubble mostra que não há concentração de estrelas no núcleo.”
O líder da equipe, Marc Postman, do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial em Baltimore, Maryland, disse que a galáxia se destacou na imagem do Hubble. “Quando vi pela primeira vez a imagem desta galáxia, soube imediatamente que era incomum”, explicou Postman. “O núcleo era muito difuso e muito grande. O desafio era então dar sentido a todos os dados, dado o que sabíamos das observações anteriores do Hubble, e encontrar uma explicação plausível para a natureza intrigante desta galáxia em particular.”
O artigo que descreve os resultados foi publicado na edição de 10 de setembro da revista O Jornal Astrofísico. Os astrónomos esperavam ver uma ligeira cúspide de luz no centro da galáxia, marcando a localização do buraco negro e das estrelas que o acompanham. Em vez disso, a intensidade da luz estelar permaneceu bastante uniforme em toda a galáxia.
Uma possibilidade para o núcleo inchado pode ser devido a dois buracos negros centrais orbitando um ao outro. Coletivamente, esses buracos negros poderiam ter a massa de vários bilhões de sóis. Embora um dos buracos negros fosse nativo da galáxia, um segundo buraco negro poderia ter sido adicionado a partir de uma galáxia menor que foi engolida pela enorme elíptica.
Neste cenário, as estrelas que circulam no centro da galáxia gigante aproximaram-se dos buracos negros gémeos. As estrelas receberam então uma inicialização gravitacional para fora do núcleo. Cada estilingue gravitacional roubou o momento dos buracos negros, aproximando cada vez mais o par, até que finalmente se fundiram, formando um buraco negro supermassivo que ainda reside no centro da galáxia.
Outra possibilidade relacionada é que a fusão do buraco negro tenha criado ondas gravitacionais, que são ondulações na estrutura do espaço. De acordo com a teoria da relatividade geral, um par de buracos negros em fusão produz ondas de gravidade que se irradiam. Se os buracos negros tiverem massas desiguais, então parte da energia pode irradiar mais fortemente numa direção, produzindo o equivalente ao impulso de um foguete. O desequilíbrio de forças teria ejetado o buraco negro fundido do centro a velocidades de milhões de quilómetros por hora, resultando na raridade de uma galáxia sem um buraco negro central. “O buraco negro é a âncora das estrelas”, explicou Lauer. “Se você tirar, de repente você tem muito menos massa. As estrelas não ficam muito bem presas e expandem-se, alargando ainda mais o núcleo.”
A equipe admite que o cenário do buraco negro ejetado pode parecer absurdo, “mas é isso que torna a observação do universo tão intrigante – às vezes você encontra o inesperado”, disse Postman.
Lauer acrescentou: “Este é um sistema interessante o suficiente para enfrentar muitas questões. Pensamos muito sobre o que os buracos negros fazem. Mas não conseguimos testar nossas teorias. Este é um lugar interessante onde muitas das ideias que tivemos podem ser reunidas e testadas, ideias bastante exóticas sobre como os buracos negros podem interagir entre si de forma dinâmica e como afetariam a população estelar circundante.”
A equipe está agora conduzindo observações de acompanhamento com o radiotelescópio Very Large Array (VLA) no Novo México. Os astrónomos esperam que o material que cai num buraco negro emita ondas de rádio, entre outros tipos de radiação. Eles compararão os dados do VLA com as imagens do Hubble para determinar com mais precisão a localização do buraco negro, se ele realmente existir.
O aglomerado Abell 2261 faz parte de uma pesquisa de vários comprimentos de onda, liderada por Postman, chamada de pesquisa Cluster Lensing And Supernova with Hubble (CLASH). A pesquisa investiga a distribuição da matéria escura em 25 aglomerados massivos de galáxias.
Referência: “Um aglomerado de galáxias mais brilhante com um núcleo plano extremamente grande”, de Marc Postman, Tod R. Lauer, Megan Donahue, Genevieve Graves, Dan Coe, John Moustakas, Anton Koekemoer, Larry Bradley, Holland C. Ford, Claudio Grillo, Adi Zitrin, Doron Lemze, Tom Broadhurst, Leonidas Moustakas, Begoña Ascaso, Elinor Medezinski e Daniel Kelson, 24 de agosto de 2012, O Jornal Astrofísico.
DOI: 10.1088/0004-637X/756/2/159