p Como regra geral, se houver um fenômeno intrigante ocorrendo em algum lugar nas profundezas do espaço sideral, um buraco negro costuma ser o culpado por trás disso. p Segundo o pesquisador de pós-doutorado Vaidehi Paliya, do departamento de física e astronomia, cuja publicação em janeiro de 2018 em The Astrophysical Journal Letters detalha a descoberta de sete galáxias que podem abalar o que os astrofísicos pensavam saber sobre como o tamanho de uma galáxia - e o buraco negro em seu centro - pode afetar seu comportamento.

p Tem sido amplamente aceito que apenas galáxias massivas contêm energia suficiente para se tornarem blazares, que são estupendos jatos de radiação poderosos o suficiente para se estender por milhares de anos-luz. Mas a última pesquisa de Paliya pode indicar que galáxias menores também podem fazer isso, se as condições forem adequadas.

p Existem três tipos principais de galáxias:elípticas de forma oval, espirais em forma de disco e irregulares que não se encaixam em nenhuma das classes anteriores.

p "Galáxias elípticas são as mais antigas, galáxias mais massivas do universo, "Paliya disse." As pessoas propõem que galáxias elípticas se formem quando duas galáxias menores colidem, fundindo-se em um grande elíptico. Tipicamente, elípticos são encontrados para hospedar um buraco negro que é mais de um bilhão de vezes a massa do nosso sol. "

p Por meio de seus inerentes, força gravitacional inevitável, buracos negros no centro das galáxias crescerão ao atrair e "comer" a matéria circundante por meio de um processo chamado acréscimo.

p "É como quando você despeja água na pia da cozinha, você vê que forma uma espiral, então vai pelo ralo. De maneira semelhante, matéria forma um disco de acreção em torno do buraco negro, "Paliya disse." O buraco negro então cresce rapidamente e se torna um monstro. "

p Mas quando o disco de acreção ao redor do buraco negro começa a emitir rajadas extremas de energia - no rádio, infravermelho ou bandas de raios-X - diz-se que a galáxia é "ativa, "abrindo a porta para outro classificador de galáxias além da forma.

p "Blazares são um tipo de galáxia ativa, "disse Marco Ajello, professor de física e astronomia e conselheiro de Paliya. "Estas são galáxias que hospedam um buraco negro supermassivo, e este buraco negro - de alguma forma - é capaz de acelerar as partículas até perto da velocidade da luz e mantê-las colimadas em feixes estreitos, chamados jatos, que se tornam fontes de luz muito brilhantes quando estão apontando para nós. "

p Esses jatos são algumas das fontes mais extremas de radiação de raios gama no espaço sideral.

p "Esses blazares têm jatos que são como fontes. Se você quisesse uma fonte enorme, você precisa ter um motor muito poderoso na base. Os blazars precisam ter buracos negros muito grandes em seus centros para poder lançar jatos, "Paliya disse." Geralmente, não esperamos esses jatos poderosos de fontes pequenas, como nossa galáxia. "

p A Via Láctea é uma galáxia espiral com braços parecidos com cata-ventos feitos de gás e poeira que contêm um centro brilhante de estrelas mais antigas. Tipicamente, galáxias espirais são menos massivas e muito menos ativas do que suas contrapartes elípticas.

p Quando o Telescópio Espacial Fermi Gamma-Ray, lançado em 2008 pela NASA, detectou emissão de raios gama de quatro galáxias espirais em seu primeiro ano de órbita, os físicos ficaram perplexos.

p "Foi inesperado - só vimos esse tipo de emissão de raios gama de blazares, "disse Dieter Hartmann, professor de física e astronomia e co-autor do estudo. "Quando essas quatro fontes foram descobertas, as pessoas especularam que eles poderiam ser blazares. Mas como havia tão poucas fontes, ninguém tinha certeza disso. Então a questão se tornou:esses são realmente um novo tipo de fonte, ou são apenas exceções ao padrão? "

p A questão ficou no ar, até que os colaboradores de Paliya na Índia lançaram um catálogo de galáxias espirais ativas em 2017. Conhecidas como galáxias Seyfert, estes são outro tipo de galáxia ativa com buracos negros de massa relativamente baixa residindo em seus centros. Contudo, em vez de emitir explosões violentas de radiação de raios gama, como blazares, As galáxias Seyfert são conhecidas por suas fortes emissões ultravioleta.

p O catálogo forneceu a primeira chance para os astrofísicos abordarem a questão da descoberta do telescópio Fermi em 2008. É possível que uma galáxia espiral emita radiação de raios gama em jato?

p "Eu peguei este catálogo de 11, 101 galáxias Seyfert, e eu os estudei na banda de raios gama usando os dados do Large Area Telescope a bordo do satélite Fermi, "Paliya disse." Disso, Eu encontrei quatro novas fontes de raios gama e três que eram anteriormente conhecidas como blazares, mas acreditamos que sejam galáxias Seyfert. "

p Essa descoberta é uma indicação de que fontes ainda menores são capazes de lançar poderosos jatos de raios gama - uma possível mudança de paradigma no campo da astrofísica.

p "Se o jato for semelhante ao dos blazares, mas seu buraco negro é pequeno, você pode imaginá-lo como um carro. Digamos que um carro menor tenha a mesma velocidade de outro carro com motor muito maior. O motor do carro menor precisaria ser muito mais eficiente, "Ajello disse." Então, pode ser que o buraco negro esteja funcionando de forma mais eficiente em menores, sistemas espirais do que em objetos maiores, como blazares. "

p Para entender a natureza elíptica / espiral das galáxias hospedeiras dessas sete fontes detectadas de raios gama, Ajello e Paliya pretendem obter imagens profundas com a mais alta resolução - um desafio para os telescópios ópticos terrestres devido aos efeitos de turvação da atmosfera.

p "O poder de coleta de luz de um telescópio é proporcional ao quadrado do seu diâmetro. Isso significa que, com telescópios maiores, podemos coletar muito mais fótons. Mais fótons significam mais informações, "Paliya disse.

p O Gran Telescopio Canarias, ou o "Grande Telescópio Canário, "é um telescópio refletor de 10,4 metros que começou a reunir observações em 2007. Atualmente com o título de" maior telescópio óptico de abertura única do mundo, “o Gran Telescopio Canarias deverá ser superado na próxima década com o lançamento do Thirty Meter Telescope (TMT). O TMT terá um espelho primário de 30 metros e permitirá aos pesquisadores ver o espaço sideral com clareza sem precedentes - pelo menos 10 vezes melhor do que o telescópio espacial Hubble.

p Ajello e Paliya pretendem usar o Telescópio Espacial Hubble, e instalações potencialmente futuras como TMT, espiar além dos centros brilhantes das sete fontes que eles descobriram para distinguir com certeza se as galáxias são elípticas ou espirais.

p "Se for um elíptico, então é verdade que estamos apenas olhando para um blazar normal. É provavelmente uma elíptica menor e um buraco negro menor, "Disse Ajello." Mas se for uma espiral, então os jatos podem acontecer em qualquer ambiente que seja um buraco negro, dentro de algumas condições recém-descobertas. "

p “É de grande importância entender melhor os ambientes de buracos negros supermassivos que são capazes de lançar jatos nos quais a aceleração de partículas ocorre em condições astrofísicas extremas, "Hartmann acrescentou.

p Paliya também pretende estudar se as diferenças observadas nos raios gama se traduzem no espectro eletromagnético.

p "Isso é tudo sobre óptica, "Paliya disse." Como os blazares se comportam, dizer, frequências de rádio? Então, como esses Seyferts se comparam? Esta descoberta indicou que sim, algo diferente está ocorrendo. "

p Os pesquisadores disseram que descobertas como essas são importantes para nos ajudar a entender a evolução do universo. Essas descobertas podem representar algumas das peças que faltam no quebra-cabeça de como as galáxias e os buracos negros cresceram juntos ao longo da história.