Imagem do Hubble de uma amostra de 20 quasares próximos. Crédito da imagem: NASA / ESA / ESO Clique para ampliar
A detecção de um buraco negro supermassivo sem uma galáxia 'hospedeira' maciça é o resultado surpreendente de um grande estudo do Hubble e VLT sobre quasares.
Esta é a primeira descoberta convincente de tal objeto. Uma explicação intrigante é que a galáxia hospedeira pode ser feita quase exclusivamente de 'matéria escura'.
Uma equipe de astrônomos europeus usou duas das mais poderosas instalações astronômicas disponíveis, o Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA e o Telescópio Muito Grande do ESO (VLT) em Cerro Paranal, para descobrir um quasar brilhante sem uma galáxia hospedeira maciça.
Os quasares são uma fonte poderosa e tipicamente muito distante de enormes quantidades de radiação. Eles são comumente associados a galáxias que contêm um buraco negro central ativo.
A equipe realizou um estudo detalhado de 20 quasares relativamente próximos. Para 19 deles, eles descobriram, como esperado, que esses buracos negros supermassivos estão rodeados por uma galáxia hospedeira. Porém, quando estudaram o brilhante quasar HE0450-2958, localizado a cerca de 5000 milhões de anos-luz de distância, não conseguiram encontrar evidências para uma galáxia hospedeira.
Os astrônomos sugerem que isso pode indicar um caso raro de colisão entre uma galáxia espiral aparentemente normal e um objeto "exótico" que abriga um buraco negro muito grande.
Com massas centenas de milhões de vezes maiores que o Sol, buracos negros supermassivos são comumente encontrados nos centros das galáxias mais massivas, incluindo a nossa Via Láctea. Esses buracos negros às vezes se manifestam dramaticamente devorando a matéria que eles engolem gravitacionalmente de seus arredores.
Os melhores objetos alimentados por esses objetos brilham como 'quasares' (representando 'objeto quase estelar' porque foram inicialmente considerados estrelas).
A última década de observações, em grande parte com o telescópio Hubble, mostrou que os quasares estão normalmente associados a galáxias hospedeiras maciças. No entanto, observar a galáxia hospedeira de um quasar é um trabalho desafiador, porque o quasar ofusca completamente o hospedeiro e mascara a estrutura subjacente da galáxia.
Para superar esse problema, os astrônomos planejaram uma estratégia nova e altamente eficiente. Combinando imagens ultra-nítidas e espectroscopia do Hubble do VLT do ESO, eles observaram sua amostra de 20 quasares ao mesmo tempo que uma estrela de referência. A estrela serviu como uma fonte de luz de referência que foi usada para separar a luz do quasar de qualquer luz possível de uma galáxia subjacente.
Apesar das técnicas inovadoras utilizadas, nenhuma galáxia hospedeira foi vista em torno de HE0450-2958. Isso significa que, se existe uma galáxia hospedeira, ela deve ser pelo menos seis vezes mais fraca que as galáxias hospedeiras típicas ou ter um raio menor que cerca de 300 anos-luz, ou seja, 20 a 170 vezes menor que as galáxias hospedeiras típicas (que normalmente possuem raios variando entre 6000 e 50 000 anos-luz).
"Com a poderosa combinação do Hubble e do VLT, estamos confiantes de que poderíamos detectar uma galáxia hospedeira normal", disse Pierre Magain, da Universit? de Liège, Bélgica.
Os astrônomos, no entanto, detectaram uma interessante nuvem menor de gás com cerca de 2500 anos-luz de largura perto do quasar, que eles chamam de 'bolha'. As observações do VLT mostram que essa nuvem está brilhando porque é banhada pela intensa radiação vinda do quasar, e não pelas estrelas dentro da nuvem. Provavelmente, é o gás dessa nuvem que alimenta o buraco negro supermassivo, permitindo que ele se torne um quasar.
"A ausência de uma galáxia hospedeira maciça, combinada com a existência da bolha e da galáxia formadora de estrelas, nos leva a crer que descobrimos um quasar realmente exótico", disse Frédic Courbin, da Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Suíça.
“Há poucas dúvidas de que um aumento na formação de estrelas na galáxia companheira e no quasar tenha sido provocado por uma colisão que deve ter ocorrido cerca de 100 milhões de anos atrás. O que aconteceu com o suposto anfitrião do quasar permanece desconhecido. ”
HE0450-2958 é um caso desafiador. Os astrônomos propõem várias explicações possíveis. A galáxia hospedeira foi completamente perturbada como resultado da colisão? Um buraco negro isolado capturou gás ao atravessar o disco de uma galáxia espiral? Isso exigiria condições muito especiais e provavelmente não teria causado uma tremenda perturbação na galáxia vizinha, como é observado. Espera-se que novos estudos esclareçam a situação.
Outra hipótese intrigante é que a galáxia que abriga o buraco negro era quase exclusivamente feita de 'matéria escura'. Pode ser que o que é observado seja uma fase normal na formação de uma galáxia maciça, que neste caso ocorreu vários milhares de milhões de anos depois do que na maioria das outras.
Fonte original: ESA Portal
