Astrônomos descobrem a maior galáxia de todos os tempos, e a escala vai bugar sua mente

Astrônomos descobrem a maior galáxia de todos os tempos, e a escala vai bugar sua mente

4 de dezembro de 2022 0 Por Jonas Estefanski
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Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert

No início deste ano, astrônomos encontraram uma galáxia que é um monstro absoluto.

À espreita a cerca de 3 bilhões de anos-luz de distância, Alcioneu é uma gigantesca radiogaláxia que atinge 5 megaparsecs no espaço. Tem 16,3 milhões de anos-luz de comprimento e constitui a maior estrutura conhecida de origem galáctica.

A descoberta destaca nossa pouca compreensão desses colossos e o que impulsiona seu incrível crescimento.

Mas poderia fornecer um caminho para uma melhor compreensão, não apenas das radiogaláxias gigantes, mas do meio intergaláctico que permeia os vazios do espaço.

As radiogaláxias gigantes são mais um mistério em um Universo cheio de mistérios. Elas consistem em uma galáxia hospedeira (que é o aglomerado de estrelas orbitando um núcleo galáctico contendo um buraco negro supermassivo), bem como jatos colossais e lóbulos que irrompem do centro galáctico.

Esses jatos e lóbulos, interagindo com o meio intergaláctico, atuam como um síncrotron para acelerar elétrons que produzem emissão de rádio.

Temos certeza de que sabemos o que produz os jatos: um buraco negro supermassivo ativo no centro galáctico. Referimo-nos a um buraco negro como ‘ativo’ quando está devorando (ou ‘agregando’) material de um disco gigante de material ao seu redor.

Nem todo o material no disco de acreção girando em um buraco negro ativo termina inevitavelmente além do horizonte de eventos. Uma pequena fração dela de alguma forma é canalizada da região interna do disco de acreção para os polos, onde é lançada no espaço na forma de jatos de plasma ionizado, a velocidades de uma porcentagem significativa da velocidade da luz.

Esses jatos podem viajar distâncias enormes antes de se espalharem em lóbulos emissores de rádio gigantes.

Os lóbulos de rádio de Alcioneu. (Créditos: Oei et al., Astronomy & Astrophysics, 2022)

Este processo é bastante normal. Até a Via Láctea tem lóbulos de rádio. O que realmente não sabemos é por que, em algumas galáxias, elas crescem para tamanhos absolutamente gigantescos, em escalas de megaparsec. Essas são chamadas de radiogláxias gigantes, e os exemplos mais extremos podem ser a chave para entender o que impulsiona seu crescimento.

“Se existem características de galáxias hospedeiras que são uma causa importante para o crescimento de raiogaláxias gigantes, então as hospedeiras das maiores radiogaláxias gigantes provavelmente as possuem”, explicaram os pesquisadores, liderados pelo astrônomo Martijn Oei, do Observatório de Leiden, na Holanda, em seu paper, publicado em abril deste ano.

“Da mesma forma, se existem ambientes particulares de grande escala que são altamente propícios ao crescimento de radiogaláxias gigantes, então as maiores radiogaláxias gigantes provavelmente residirão neles.”

A equipe procurou esses valores atípicos nos dados coletados pelo LOw Frequency ARray (LOFAR) na Europa, uma rede interferométrica composta por cerca de 20.000 antenas de rádio, distribuídas em 52 locais em toda a Europa.

Eles reprocessaram os dados por meio de uma nova segmentação, removendo fontes de rádio compactas que podem interferir nas detecções de lóbulos de rádio difusos e corrigindo a distorção óptica.

As imagens resultantes, disseram eles, representam a pesquisa mais sensível já realizada para os lóbulos da radiogaláxia. Em seguida, eles usaram a melhor ferramenta de reconhecimento de padrões disponível para localizar seu alvo: seus próprios olhos.

Foi assim que eles encontraram Alcioneu, se destacando de uma galáxia a alguns bilhões de anos-luz de distância.

“Descobrimos o que é, em projeção, a maior estrutura conhecida feita por uma única galáxia – uma radiogaláxia gigante com um comprimento adequado projetado de 4,99 ± 0,04 megaparsecs. O verdadeiro comprimento adequado é de pelo menos … 5,04 ± 0,05 megaparsecs”, explicou eles.

Depois de medirem os lóbulos, os pesquisadores usaram o Sloan Digital Sky Survey para tentar entender a galáxia hospedeira.

Eles descobriram que é uma galáxia elíptica bastante normal, embutida em um filamento da teia cósmica, com cerca de 240 bilhões de vezes a massa do Sol, com um buraco negro supermassivo em seu centro com cerca de 400 milhões de vezes a massa do Sol.

Ambos os parâmetros estão na verdade no limite inferior para as radiogaláxias gigantes, o que pode fornecer algumas pistas sobre o que impulsiona o crescimento dos lóbulos de rádio.

“Além da geometria, Alcioneu e sua hospedeira são suspeitamente comuns: a densidade total de luminosidade de baixa frequência, a massa estelar e a massa do buraco negro supermassivo são todas menores, embora semelhantes, do que as das radiogaláxias gigantes mediais”, escreveram os pesquisadores.

“Assim, galáxias muito massivas ou buracos negros centrais não são necessários para o crescimento das gigantes e, se o estado observado for representativo da fonte ao longo de sua vida, nem a alta potência de rádio”.

Pode ser que Alcioneu esteja em uma região do espaço com densidade menor que a média, o que poderia permitir sua expansão – ou que a interação com a teia cósmica desempenhe um papel no crescimento do objeto.

O que quer que esteja por trás disso, porém, os pesquisadores acreditam que Alcioneu ainda está crescendo ainda mais, longe na escuridão cósmica.

A pesquisa foi publicada na revista Astronomy & Astrophysics.