O vento frio da galáxia M82 impulsiona gás e poeira até 40.000 anos-luz do seu núcleo, como se pode ver aqui através de dados do Observatório de raios X Chandra da NASA e dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer. A inserção mostra uma imagem Chandra da região central da galáxia, onde um "caldeirão" de atividade estelar dá início ao fluxo em grande escala.
Crédito:
Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA; raios X - NASA/CXC/JHU/D.Strickland; ótico - NASA/ESA/STScI/AURA/Equipa do Legado Hubble; infravermelho - NASA/JPL-Caltech/Universidade do Arizona/C. Engelbracht; Colaboração XRISM et al. 2026
Pela primeira vez, os astrónomos mediram diretamente a velocidade do gás superaquecido que se expande a partir de um "caldeirão" de atividade estelar no coração de M82, uma galáxia próxima que está a passar por um extraordinário surto de formação estelar.
O material move-se a mais de 3 milhões de quilómetros por hora e parece ser a principal força motriz de um vento mais frio, bem estudado e à escala da galáxia.
Os investigadores fizeram os cálculos utilizando dados do instrumento Resolve a bordo da nave espacial XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission).
"O modelo clássico de galáxias com surtos de formação estelar, como M82, sugere que as ondas de choque provenientes da formação estelar e das supernovas perto do centro aquecem o gás, dando início a um vento poderoso", afirmou Erin Boettcher, astrofísica da Universidade de Maryland, em College Park, e do Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA, em Greenbelt, Maryland. "Antes do XRISM, porém, não tínhamos a capacidade de medir as velocidades necessárias para testar essa hipótese. Agora vemos o gás a mover-se ainda mais depressa do que alguns modelos preveem, mais do que o suficiente para impulsionar o vento até à orla da galáxia".
Um artigo científico acerca do resultado, liderado por Boettcher, foi publicado na passada quarta-feira, 25 de março, na revista Nature. A missão XRISM é liderada pela JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) em colaboração com a NASA, com contribuições da ESA. A NASA e a JAXA também desenvolveram em conjunto o instrumento Resolve.
Esta imagem de M82, captada pelo instrumetno NIRCam (Near-Infrared Camera) a bordo do Telescópio Espacial James Webb da NASA, mostra o centro da galáxia com tal nível de detalhe que os astrónomos conseguem distinguir pequenas fontes luminosas que são estrelas individuais ou enxames estelares.
Crédito:
NASA, ESA, CSA, STScI, Alberto Bolatto (UMD)
Por vezes chamada de "Galáxia do Charuto", M82 está localizada a 12 milhões de anos-luz de distância, na direção da constelação setentrional da Ursa Maior. Os astrónomos classificam-na como uma galáxia "starburst", pois está a formar estrelas a um ritmo muito superior ao habitual para o seu tamanho - cerca de 10 vezes mais depressa do que a Via Láctea.
M82 é bem conhecida pelo seu vento extenso e frio, que se estende por 40.000 anos-luz e impulsiona enormes quantidades de gás e poeira. Os cientistas têm-na estudado através de várias missões, incluindo os telescópios espaciais Chandra, Webb, Hubble e o já aposentado Spitzer, tentando estabelecer uma ligação entre a atividade estelar e o fluxo em grande escala.
Os investigadores pretendem, em particular, compreender o papel dos raios cósmicos. Estas partículas carregadas e velozes encontram-se por todo o cosmos e são aceleradas por alguns dos mesmos eventos que os cientistas acreditam produzirem ventos como os de M82. Existe a possibilidade de serem a principal fonte de pressão exterior sobre o gás.
A alta resolução e sensibilidade do instrumento Resolve do XRISM permitiram a Boettcher e aos seus colegas medir com precisão a velocidade do vento quente, observando um sinal de raios X proveniente de ferro superaquecido no centro da galáxia.
A intensidade dos raios X provenientes do ferro e de outros elementos revelou-lhes a temperatura - exatamente dentro das previsões, a 25 milhões de graus Celsius. O calor exerce pressão sobre o gás e empurra-o para fora. Esta fuga da alta pressão para baixa pressão forma o vento - a mesma razão pela qual os ventos sopram na atmosfera terrestre.
O instrumento Resolve, a bordo da nave espacial XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission), captou dados que revelam a velocidade do vento quente no centro da galáxia "starburst" M82. A faixa de energia das linhas de emissão do ferro mostra que o gás se move a cerca de 3 milhões de quilómetros por hora.
Crédito: inserção - Imagem de M82 captada pelo instrumento Xtend do XRISM; Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA, JAXA/NASA, Colaboração XRISM et al. 2026
A largura das linhas espetrais do ferro revelou a velocidade do vento quente. Isto funciona através do efeito Doppler, o mesmo fenómeno que faz com que um som, como o de uma sirene, aumente ou diminua de tom devido ao movimento da fonte em direção a nós ou para longe de nós. No caso de M82, o material quente perto do centro move-se rapidamente em ambas as direções, alongando a linha espetral do ferro. A extensão do alongamento revela a velocidade do ferro. Os investigadores descobriram que o vento é um pouco mais rápido do que o esperado. Combinado com a alta temperatura, é potente o suficiente para produzir o vento frio sem raios cósmicos, embora estes possam ainda estar a contribuir.
Os investigadores calculam que o centro de M82 expele gás suficiente todos os anos para formar sete estrelas com a massa do nosso Sol. Isto representa outro enigma.
"Se o vento soprar de forma constante à velocidade que medimos, pensamos que pode alimentar o vento maior e mais frio, expelindo quatro massas solares de gás por ano. Mas o XRISM indica-nos que há muito mais gás a mover-se para fora", afirmou o coautor Edmund Hodges-Kluck, astrónomo e membro da equipa do XRISM no Centro Goddard da NASA. "Para onde vão as três massas solares adicionais? Será que escapam da galáxia como gás quente por alguma outra via? Não sabemos".
Esta animação mostra a diferença entre a linha espetral do ferro-25 em condições laboratoriais e as observações do centro de M82 pelo XRISM. A linha de M82 é mais larga do que a versão de laboratório devido ao efeito Doppler, que é o mesmo fenómeno que faz com que um som aumente ou diminua de tom devido ao movimento da fonte em direção a nós ou para longe de nós. No caso de M82, o material quente perto do centro move-se rapidamente em ambas as direções, alongando a linha espetral do ferro. A extensão desse alongamento indica aos cientistas a velocidade do ferro.
Crédito:
Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA, JAXA/NASA, Colaboração XRISM et al. 2026
As observações de M82 pelo satélite XRISM ajudarão a melhorar os modelos das galáxias "starburst", o que poderá ajudar os cientistas a responder a este tipo de perguntas no futuro. As contribuições da NASA para projetos internacionais como o XRISM fazem parte dos esforços da agência para inovar com missões científicas ambiciosas que nos ajudarão a compreender melhor como funciona o nosso cosmos.
"Alguns dos nossos primeiros modelos de galáxias com surtos de formação estelar foram desenvolvidos na década de 1980, e finalmente conseguimos testá-los de formas que não eram possíveis antes do XRISM", disse a coautora Skylar Grayson, estudante na Universidade do Estado do Arizona, em Tempe. "Oferece oportunidades para descobrir porque é que o modelo pode não estar a captar tudo o que se passa no Universo real".
