Imagem rádio e no infravermelho de Alcioneu, uma radiogaláxia com um tamanho projetado de 5,0 megaparsecs. Os investigadores sobrepuseram imagens do LoTSS (LOFAR Two-meter Sky Survey), a laranja, com imagens do WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) a azul.
Crédito: Martijn Oei et al.

Por um golpe de sorte, uma equipa liderada pelo estudante de doutoramento Martijn Oei descobriu uma radiogaláxia com pelo menos 16 milhões de anos-luz de largura. O par de plumas de plasma é a maior estrutura feita por uma galáxia conhecida até à data. A descoberta refuta algumas hipóteses há muito defendidas sobre o crescimento das radiogaláxias.

Um buraco negro supermassivo espreita no centro de muitas galáxias, que retarda o nascimento de novas estrelas e, portanto, influencia fortemente o ciclo de vida da galáxia como um todo. Por vezes, isto leva a cenas tumultuosas: o buraco negro pode criar jatos que catapultam o material de construção de estrelas bebé para fora da galáxia quase à velocidade da luz. Neste processo violento, a poeira das estrelas aquece tanto que se dissolve em plasma e brilha no rádio. A equipa internacional de investigadores de Leiden (Países Baixos), Hertfortshire, Oxford (ambos no Reino Unido) e de Paris (França) recolheram agora essa radiação - com o telescópio pan-europeu LOFAR, cujo epicentro se encontra numa reserva natural pantanosa holandesa "escura no rádio", onde o seu smartphone perde deliberadamente o sinal.

Comprimento recorde

A imagem das duas plumas de plasma é especial, porque nunca antes os cientistas tinham visto uma estrutura deste tamanho feita por uma única galáxia. A descoberta mostra que a esfera de influência de algumas galáxias atinge grandes distâncias em relação ao seu ambiente direto. Que distância, exatamente? Isso é difícil de determinar. As astrofotografias são obtidas de um único ponto de vista (Terra) e, portanto, não contêm profundidade. Como resultado, os cientistas só podem medir uma parte do comprimento de uma galáxia: uma baixa estimativa do comprimento total. Mas mesmo esse limite inferior, de mais de 16 milhões de anos-luz, é gigantesco, e comparável a 100 Vias Lácteas dispostas em fila.

Visível a olho nu no rádio

Dado que a Terra não ocupa um lugar especial no Universo, nunca foi muito provável que uma estrutura galáctica tão grande residisse no nosso próprio quintal. E de facto a gigante radiogaláxia está a três mil milhões de anos-luz de distância. Apesar dessa distância espantosa, o monstro é tão grande quanto a Lua no céu - uma indicação de que a estrutura tinha que ter um tamanho recorde. O facto de os olhos de rádio do telescópio LOFAR só terem visto a galáxia gigante agora, é porque as plumas são relativamente fracas. Ao reprocessar um conjunto de imagens existentes de tal forma que os padrões subtis se destacavam, os cientistas foram subitamente capazes de avistar a radiogaláxia.

O gigante Alcioneu

Os investigadores deram o nome Alcioneu à estrutura gigante, em homenagem ao filho de Úrano, o deus primordial grego do céu. Este mitológico Alcioneu era um gigante que lutou contra Héracles e outros olímpicos pela supremacia sobre o cosmos. No mundialmente famoso Altar de Pérgamo em Berlim, está uma escultura de Alcioneu.

Dança fantasmagórica

As plumas de Alcioneu revelam possivelmente informações sobre os filamentos mais esquivos da Teia Cósmica. A Teia Cósmica é outro nome para o Universo contemporâneo, adulto, que se parece com uma rede de fios e nós que os astrónomos chamam filamentos e enxames, respetivamente. As galáxias nos filamentos e enxames são claramente visíveis por si próprias, mas a deteção do meio entre as galáxias só tem sido bem-sucedida em enxames - salvo algumas exceções. Poderá Alcioneu mudar isto?

Porque Alcioneu, tal como a Via Láctea, habita um filamento, as suas plumas sentem um vento de proa enquanto se movem através do meio. Isto muda subtilmente a direção e a forma das plumas: elas executam uma dança lenta com um parceiro invisível. Durante muitos anos, os cientistas propuseram que as formas e pressões nas plumas das radiogaláxias podiam estar relacionadas com as propriedades do filamento, mas nunca antes tinham encontrado um exemplo em que essa ligação fosse tão plausível como com Alcioneu. Nomeadamente, as plumas de Alcioneu são tão grandes e rarefeitas que o meio circundante as pode moldar com relativa facilidade.

Os buracos negros são "alicerces" cósmicos

A Teia Cósmica mantém a sua forma porque a força atrativa da gravidade é compensada pela pressão do calor do meio em filamentos e enxames. Ao longo das duas últimas décadas tornou-se claro que a poeira estelar brilhante que os jatos expelem das galáxias mantém a Teia quente. Desta forma, os buracos negros centrais das galáxias contribuem para sustentar a estrutura em grande escala do nosso Universo. Isto é extra notável porque os buracos negros são muito pequenos em comparação com os filamentos e os enxames galácticos. É como se algo do tamanho de um berlinde regulasse a temperatura da Terra.

Origem misteriosa

O que deu a Alcioneu o seu tamanho recorde, permanece um mistério por agora. Os cientistas pensaram ao início num buraco negro excecionalmente massivo, numa população estelar extensa (e por isso com muita poeira estelar), ou em fluxos de jatos extraordinariamente poderosos. Surpreendentemente, Alcioneu parece ser inferior à média em todos estes aspetos, em comparação com os seus irmãos e irmãs mais pequenos. Nos tempos que se avizinham, a equipa vai investigar se os ambientes das radiogaláxias podem explicar o crescimento destes gigantes.

// Universidade de Leiden (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (arXiv.org)

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