Uma distante galáxia brilhando com a luz de mais de 300 trilhões de sóis (sóis são estrelas) foi descoberta através de dados do Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) da NASA. Esta galáxia é a mais luminosa de que até hoje se tem notícia, e pertence e uma nova classe de objetos recentemente descobertos pelo WISE — galáxias extremamente luminosas em infravermelho, ou ELIRGs.
"Estamos vendo uma fase muito intensa de evolução galáctica," disse Chao-Wei Tsai do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (JPL) em Pasadena, Califórnia, principal autor de um novo relatório publicado na edição de 22 de maio do The Astrophysical Journal. "Essa luz ofuscante pode ser originária do principal surto de crescimento do buraco negro da galáxia."
A brilhante galáxia, denominada WISE J224607.57-052635.0, pode conter um enorme buraco negro em seu ventre, enfastiando-se de gás. Buracos negros supermassivos arrastam gás e outros tipos de matéria para um disco ao redor deles, aquecendo o disco a enormes temperaturas, de milhões de graus, e expelindo luz de alta energia, em ultravioleta, raios-X e visível. A luz é bloqueada por casulos de poeira circundantes. Quando a poeira se aquece, irradia luz infravermelha.
Buracos negros imensos são comuns nos núcleos de galáxias, mas decobrir um deles tão grande e “distante, lá atrás” no cosmos é algo raro. Como a luz da galáxia hospedeira do buraco negro viajou durante 12,5 bilhões de anos para chegar até nós, os astrônomos vêem o objeto como era no passado distante. O buraco negro já tinha então uma massa bilhões de vezes maior que a do Sol quando nosso universo tinha somente um décimo de sua idade atual, de 13,8 bilhões de anos.
O novo estudo delineia três motivos pelos quais os buracos negros nas ELIRGs poderiam ter adquirido tamanha massa. Primeiro, eles podem já ter nascido grandes. Em outras palavras, as "sementes," ou buracos negros embrionais, poderiam ser maiores do que se imaginava ser possível.
"Como é que surge um elefante?" perguntou Peter Eisenhardt, cientista de projeto do WISE no JPL e coautor do artigo. "Uma das formas é começar com um bebê elefante."
As outras duas explicações envolvem romper ou curvar o limite teórico de alimentação de buracos negros, o chamado limite de Eddington. Quando buracos negros de alimentam, o gás cai dentro deles e se aquece, emitindo jatos de luz. A pressão da luz, na verdade, leva o empurra o gás para longe, criando um limite para a velocidade com que o buraco negro pode continuamente engolir matéria. Se um buraco negro romper esse limite, poderá, teoricamente, inflar-se a um ritmo alucinante. Já foram observados anteriormente buracos negros rompendo esse limite; entretanto, o buraco negro do estudo teria tido de romper repetidas vezes o limite para crescer tanto assim.
Alternativamente, os buracos negros podem simplesmente estar curvando esse limite.
"Outra forma de um buraco negro crescer tanto assim é uma comilança contínua, consumindo alimentos mais rapidamente do que normalmente se acreditava ser possível," disse Tsai. "Isso pode acontecer se o buraco negro não estiver girando tão rápido assim."
Se um buraco negro girar de maneira suficientemente lenta, não irá recusar tanto sua refeição. Ao final, um buraco negro em rotação lenta pode engolir mais matéria do que um que gire mais rápido.
"Buracos negros de grande massa nas ELIRGs poderiam estar engolindo mais matéria por um perído mais longo," disse Andrew Blain, da Universidade de Leicester, Reino Unido, coautor desse relatório. "É como vencer um torneio de engolir cachorro quente com uma duração de centenas de milhões de anos."
Pesquisas mais aprofundadas são necessárias para resolver o quebra-cabeça dessas ofuscantes galáxias luminosas. A equipe tem planos para melhor determinar as massas dos buracos negros centrais. Conhecer o real tamanho desses enormes objetos ajudará a revelar sua história, e também as de outras galáxias, nesse tão crucial e conturbado capítulo da existência de nosso cosmos.
O WISE está descobrindo mais dessas galáxias de comportamento estranho em imagens em infravermelho de todo o céu registradas em 2010. Observando o céu inteiro com mais sensibilidade do que nunca, o WISE está conseguindo captar raros espécimes cósmicos que de outra forma poderiam ter passado despercebidos.
O novo estudo relata um total de 20 novas ELIRGs, inclusive a mais luminosa galáxia até hoje encontrada. Essas galáxias não foram descobertas antes devido a suas distâncias, e porque a poeira converte a potente luz delas em um incrível jorro de luz infravermelha.
"Nós descobrimos em um estudo relacionado ao WISE que até metade da maioria das galáxias mais luminosas só aparece bem em luz infravermelha," disse Tsai.
Tradução de Luiz Leitão
Tradução de Luiz Leitão
A remote galaxy shining with the light of more than 300 trillion suns has been discovered using data from NASA's Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). The galaxy is the most luminous galaxy found to date and belongs to a new class of objects recently discovered by WISE -- extremely luminous infrared galaxies, or ELIRGs.
"We are looking at a very intense phase of galaxy evolution," said Chao-Wei Tsai of NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, California, lead author of a new report appearing in the May 22 issue of The Astrophysical Journal. "This dazzling light may be from the main growth spurt of the galaxy’s black hole."
The brilliant galaxy, known as WISE J224607.57-052635.0, may have a behemoth black hole at its belly, gorging itself on gas. Supermassive black holes draw gas and matter into a disk around them, heating the disk to roaring temperatures of millions of degrees and blasting out high-energy, visible, ultraviolet, and X-ray light. The light is blocked by surrounding cocoons of dust. As the dust heats up, it radiates infrared light.
Immense black holes are common at the cores of galaxies, but finding one this big so “far back” in the cosmos is rare. Because light from the galaxy hosting the black hole has traveled 12.5 billion years to reach us, astronomers are seeing the object as it was in the distant past. The black hole was already billions of times the mass of our sun when our universe was only a tenth of its present age of 13.8 billion years.
The new study outlines three reasons why the black holes in the ELIRGs could have grown so massive. First, they may have been born big. In other words, the "seeds," or embryonic black holes, might be bigger than thought possible.
"How do you get an elephant?" asked Peter Eisenhardt, project scientist for WISE at JPL and a co-author on the paper. "One way is start with a baby elephant."
The other two explanations involve either breaking or bending the theoretical limit of black hole feeding, called the Eddington limit. When a black hole feeds, gas falls in and heats up, blasting out light. The pressure of the light actually pushes the gas away, creating a limit to how fast the black hole can continuously scarf down matter. If a black hole broke this limit, it could theoretically balloon in size at a breakneck pace. Black holes have previously been observed breaking this limit; however, the black hole in the study would have had to repeatedly break the limit to grow this large.
Alternatively, the black holes might just be bending this limit.
"Another way for a black hole to grow this big is for it to have gone on a sustained binge, consuming food faster than typically thought possible," said Tsai. "This can happen if the black hole isn't spinning that fast."
If a black hole spins slowly enough, it won't repel its meal as much. In the end, a slow-spinning black hole can gobble up more matter than a fast spinner.
"The massive black holes in ELIRGs could be gorging themselves on more matter for a longer period of time," said Andrew Blain of University of Leicester in the United Kingdom, a co-author of this report. "It's like winning a hot-dog-eating contest lasting hundreds of millions of years."
More research is needed to solve this puzzle of these dazzlingly luminous galaxies. The team has plans to better determine the masses of the central black holes. Knowing these objects’ true hefts will help reveal their history, as well as that of other galaxies, in this very crucial and frenzied chapter of our cosmos.
WISE has been finding more of these oddball galaxies in infrared images of the entire sky captured in 2010. By viewing the whole sky with more sensitivity than ever before, WISE has been able to catch rare cosmic specimens that might have been missed otherwise.
The new study reports a total of 20 new ELIRGs, including the most luminous galaxy found to date. These galaxies were not found earlier because of their distance, and because dust converts their powerful visible light into an incredible outpouring of infrared light.
"We found in a related study with WISE that as many as half of the most luminous galaxies only show up well in infrared light," said Tsai.
Nenhum comentário:
Postar um comentário