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ALMA OBSERVA GÁS IMPACTADO POR JATOS JOVENS DE BURACO NEGRO SUPERMASSIVO
31 de março de 2020

 


Imagem reconstruída do aspeto de MG J0414+0534 caso os efeitos de lente gravitacional fossem "desligados". As emissões da poeira e do gás ionizado em torno de um quasar podem ser vistas a vermelho. As emissões do gás monóxido de carbono são vistas a verde, que têm uma estrutura bipolar ao longo dos jatos.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), K. T. Inoue et al.

 

Usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), os astrónomos obtiveram a primeira imagem de nuvens perturbadas de gás numa galáxia a 11 mil milhões de anos-luz de distância. A equipa descobriu que a perturbação é provocada por jatos jovens e poderosos libertados por um buraco negro supermassivo que reside no centro da galáxia hospedeira. Este resultado lançará luz sobre o mistério do processo evolutivo das galáxias no início do Universo.

É sabido que os buracos negros exercem uma forte atração gravitacional na matéria circundante. No entanto, é menos conhecido que alguns buracos negros têm fluxos velozes de matéria ionizada, chamados jatos. Em algumas galáxias próximas, os jatos desenvolvidos expelem nuvens galácticas de gás, resultando na supressão de formação estelar. Portanto, para entender a evolução das galáxias, é crucial observar a interação entre jatos de buracos negros e nuvens gasosas ao longo da história cósmica. No entanto, tem sido difícil obter evidências claras desta interação, especialmente no início do Universo.

Para obter evidências tão claras, a equipa usou o ALMA para observar um objeto interessante conhecido como MG J0414+0534. Uma característica distintiva de MG J0414+0534 é que os caminhos que a sua luz percorre até à Terra são significativamente distorcidos pela gravidade de outra galáxia "lente" entre MG J0414+0534 e nós, provocando uma ampliação significativa.

"Esta distorção funciona como um 'telescópio natural' para permitir uma visão detalhada de objetos distantes," diz Takeo Minezaki, professor da Universidade de Tóquio.

Outra característica é que MG J0414+0534 possui um buraco negro supermassivo com jatos bipolares no centro da galáxia hospedeira. A equipa conseguiu reconstruir a imagem "verdadeira" das nuvens gasosas, bem como dos jatos de MG J0414+0534, contabilidade cuidadosamente os efeitos gravitacionais exercidos pela galáxia "lente" interveniente.

"Combinando este telescópio cósmico e as observações de alta resolução do ALMA, obtivemos uma visão excecionalmente nítida, que é 9000 vezes melhor do que a visão humana," acrescenta Kouichiro Nakanishi, professor associado do projeto no NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan)/SOKENDAI. "Com esta resolução extremamente alta, conseguimos obter a distribuição e o movimento nuvens gasosas em torno de jatos expelidos por um buraco negro supermassivo."

Graças a uma resolução tão superior, a equipa descobriu que nuvens gasosas ao longo dos jatos têm movimentos violentos com velocidades de até 600 km/s, mostrando evidências claras de gás impactado. Além disso, descobriu-se que o tamanho das nuvens gasosas impactadas e dos jatos é muito menor do que o tamanho típico de uma galáxia com esta idade.

"Talvez estejamos a testemunhar a fase inicial da evolução dos jatos na galáxia," diz Satoki Matsushita, investigador do Instituto de Astronomia e Astrofísica da Academia Sinica. "Pode ser tão cedo quanto algumas dezenas de milhares de anos após o lançamento dos jatos."

"MG J0414+0534 é um exemplo excelente devido à jovem idade dos jatos," sumariz Kaiki Inoue, professor na Universidade Kindai, Japão, e autor principal do artigo científico publicado na revista The Astrophysical Journal Letters. "Encontrámos evidências reveladoras da interação significativa entre jatos e nuvens gasosas, mesmo na fase evolutiva inicial dos jatos. Acho que a nossa descoberta abrirá o caminho para uma melhor compreensão do processo evolutivo das galáxias no início do Universo."

 


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Imagem ALMA de MG J0414+0534 (emissões da poeira e do gás ionizado são vistas a vermelho e as emissões do monóxido de carbono a verde).
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), K. T. Inoue et al.


Impressão de artista de MG J0414+0534. O buraco negro supermassivo central emitiu jatos poderosos, que estão a perturbar o gás que rodeia a galáxia hospedeira.
Crédito: Universidade Kindai


// Observatório ALMA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal Letters)
// Artigo científico (arXiv.org)

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ALMA (ESO)
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ESO:
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