Investigadores obtêm, pela primeira vez, provas fotográficas de jato emergindo da colisão de galáxias

A galáxia Seyfert 1, TXS 2116-077 (à direita), colide com outra galáxia espiral de massa semelhante, criando um jato relativista no centro de TXS. Ambas as galáxias têm NGAs (núcleos galácticos ativos).
Crédito: Vaidehi Paliya

Uma equipa de investigadores da Faculdade de Ciências da Universidade de Clemson, Carolina do Sul, EUA, em colaboração com colegas internacionais, divulgou a primeira detecção definitiva de um jato relativista emergindo de duas galáxias em colisão - em essência, a primeira prova fotográfica de que a fusão de galáxias pode produzir jatos de partículas carregadas que viajam quase à velocidade da luz.

Além disso, os cientistas descobriram anteriormente que estes jatos podiam ser encontrados em galáxias elípticas, que podem ser formadas na fusão de duas galáxias espirais. Agora, têm uma imagem que mostra a formação de um jato de duas galáxias mais jovens em forma de espiral.

"Pela primeira vez, encontramos duas galáxias em forma de espiral - ou disco - num percurso de colisão que produziram um jato bebé nascente que acabou de começar a sua vida no centro de uma das galáxias," disse Vaidehi Paliya, ex-investigador de doutoramento de Clemson e autor principal dos resultados relatados na revista The Astrophysical Journal no dia 7 de abril de 2020.

O facto de o jato ser tão jovem permitiu que os cientistas vissem claramente a sua hospedeira.

Segundo o coautor Marco Ajello, as colisões galácticas já foram fotografadas muitas vezes. Mas ele e colegas são os primeiros a capturar a fusão de duas galáxias onde existe um jato totalmente apontado para nós - ainda que muito jovem e, portanto, ainda não suficientemente brilhante para nos cegar.

"Normalmente, um jato emite luz tão poderosa que não podemos ver a galáxia por trás," disse Stefano Marchesi, professor adjunto de física e astronomia de Clemson. "É como tentar olhar para um objeto e alguém apontar uma lanterna brilhante aos nossos olhos. Tudo o que podemos ver é a lanterna. Este jato é menos poderoso, de modo que podemos na verdade ver a galáxia onde nasceu."

Os jatos são dos fenômenos astrofísicos mais poderosos do Universo. Podem emitir mais energia por segundo do que o nosso Sol produzirá durante toda a sua vida. Esta energia está na forma de radiação, como ondas de rádio intensas, raios-X e raios-gama.

"Os jatos são os melhores aceleradores do Universo - muito melhores do que os superaceleradores que temos na Terra," disse Dieter Hartmann, coautor do artigo científico, referindo-se aos colisores usados nos estudos de física de alta energia.

Pensa-se que os jatos nascem de galáxias elípticas mais antigas, com um NGA (núcleo galáctico ativo), um buraco negro supermassivo que reside no seu centro. Como ponto de referência, os cientistas pensam que todas as galáxias têm buracos negros supermassivos no centro, mas nem todas têm núcleos galácticos ativos. Por exemplo, o buraco negro supermassivo da nossa Via Láctea está adormecido.

Os cientistas teorizam que os NGAs crescem atraindo gravitacionalmente gás e poeira através de um processo chamado acreção. Mas nem toda esta matéria é acretada para o buraco negro. Algumas das partículas tornam-se aceleradas e são expelidas para fora em feixes estreitos na forma de jatos.

"É difícil retirar gás da galáxia e fazê-lo chegar ao centro," explicou Ajello. "Precisamos de algo para agitar um pouco a galáxia e para que o gás lá chegue. A fusão ou a colisão de galáxias é a maneira mais fácil de movimentar o gás e, se houver movimento suficiente, então o buraco negro supermassivo tornar-se-á extremamente brilhante e poderá desenvolver um jato."

Ajello pensa que a imagem da equipa mostra as duas galáxias, uma galáxia Seyfert 1 conhecida como TXS 2116-077 e outra galáxia de massa semelhante, enquanto colidiam pela segunda vez devido à quantidade de gás presente na imagem.

"Eventualmente, todo o gás será expelido para o espaço e, sem gás, uma galáxia não consegue formar mais estrelas," disse Ajello. "Sem gás, o buraco negro será desligado e a galáxia ficará adormecida."

Daqui a milhares de milhões de anos, a nossa própria Via Láctea fundir-se-á com a vizinha Galáxia de Andrômeda.

"Os cientistas realizaram simulações numéricas detalhadas e previram que este evento acabaria levando à formação de uma galáxia elíptica gigante," disse Paliya. "Dependendo das condições físicas, poderá hospedar um jato relativista, mas isso é no futuro distante."

A equipa capturou a imagem usando um dos maiores telescópios terrestres do mundo, o telescópio ótico e infravermelho Subaru de 8,2 metros localizado no Hawaii. Realizaram observações subsequentes com o GTC (Gran Telescopio Canarias) e com o Telescópio William Herschel na ilha de La Palma, Espanha, bem como com o telescópio espacial de raios-X Chandra da NASA.


Da direita para a esquerda: os professores de astrofísica Dieter Hartmann e Marco Ajello, da Universidade de Clemson, e o ex-investigador pós-doutorado Vaidehi Paliya, parte da equipe internacional que relatou a primeira detecção definitiva de um jato relativista a emergir da colisão de duas galáxias.
Crédito: Pete Martin, Faculdade de Ciências

FONTE: ASTRONOMIA ONLINE