p A imagem do ALMA revela como o W2246-0526 está sendo alimentado por três galáxias companheiras por meio de fluxos transgalácticos de gás. A galáxia principal e uma de suas companheiras estão no centro. No canto inferior esquerdo está outro companheiro e sua grande cauda de maré que o conecta à galáxia principal. A concentração superior esquerda é a terceira galáxia companheira. Crédito:ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), T. Díaz-Santos et al .; S. Dagnello (NRAO / AUI / NSF)
p A galáxia mais luminosa já descoberta não está canibalizando nenhuma, não dois, mas pelo menos três de seus vizinhos menores, de acordo com um novo estudo publicado hoje (15 de novembro) na revista
Ciência e co-autoria de cientistas do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia. O material que a galáxia está roubando de seus vizinhos provavelmente está contribuindo para o seu super brilho, o estudo mostra. p Descoberto pelo Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) da NASA em 2015, a galáxia, chamado WISE J224607.55-052634.9, não é de forma alguma a maior ou mais massiva galáxia que conhecemos, mas irradia 350 trilhões de vezes a luminosidade do sol. Se todas as galáxias estivessem posicionadas a uma distância igual de nós, WISE J224607.55-052634.9 (ou W2246-0526 para abreviar) seria o mais brilhante.
p Novas observações usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) no Chile revelam trilhas distintas de poeira sendo puxadas de três galáxias menores para W2246-0526. As trilhas contêm tanto material quanto as próprias galáxias menores, e não está claro se essas galáxias escaparão de seu destino atual ou serão completamente consumidas por seu vizinho luminoso.
p A maior parte da luminosidade recorde do W2246-0526 não vem apenas das estrelas, mas também uma coleção de gás quente e poeira concentrada em torno do centro da galáxia. No centro desta nuvem está um buraco negro supermassivo, recentemente determinado como sendo 4 bilhões de vezes mais massivo do que o sol. Na intensa gravidade, matéria cai em direção ao buraco negro em alta velocidade, colidindo e esquentando a milhões de graus, fazendo com que o material brilhe com um brilho incrível. Galáxias que contêm esses tipos de luz, estruturas alimentadas por buracos negros são conhecidas como quasares.
p Impressão artística de W2246-0526, a galáxia mais luminosa conhecida, e três galáxias companheiras. Crédito:NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello
p Como qualquer motor na Terra, A enorme produção de energia do W2246-0526 requer uma entrada de combustível igualmente alta. Nesse caso, isso significa gás e poeira para formar estrelas e reabastecer a nuvem ao redor do buraco negro central. O novo estudo mostra que a quantidade de material sendo adicionado por WJ2246-0526 de seus vizinhos é suficiente para repor o que está sendo consumido, sustentando assim a tremenda luminosidade da galáxia.
p “É possível que esse frenesi alimentar já esteja ocorrendo há algum tempo, e esperamos que a festa galáctica continue por pelo menos algumas centenas de milhões de anos, "disse Tanio Diaz-Santos, da Universidad Diego Portales de Santiago, Chile, autor principal do estudo.
p No novo estudo, os cientistas usaram imagens do ALMA - uma coleção de antenas de rádio individuais que funcionam juntas como um único telescópio - para identificar os rastros empoeirados de material. A posição das trilhas de acreção sugere que elas contêm material fluindo entre W2246-0526 e as outras galáxias. Além disso, as trilhas exibem a morfologia certa, isto é, a forma das trilhas é consistente com a forma como o material deve fluir se estiver sendo puxado de uma galáxia para outra.
p Esse tipo de canibalismo galáctico não é incomum. Os astrônomos já observaram galáxias se fundindo ou acumulando matéria de seus vizinhos no universo próximo. Por exemplo, o par de galáxias conhecido coletivamente como "os ratos" são assim chamados porque cada um tem um longo, cauda fina de material de acréscimo que se estende para longe dela.
p Imagem composta de W2246-0526 e suas três galáxias companheiras mostradas na porção ALMA da imagem (laranja). O fundo azul é uma imagem ótica da mesma região do Hubble. Crédito:ALMA (ESO / NAOJ / NRAO); T. Díaz-Santos et al .; N. Lira
p W2246-0526 é a galáxia mais distante já encontrada para acúmulo de material de fontes múltiplas. A luz de W2246-0526 levou 12,4 bilhões de anos para chegar até nós, portanto, os astrônomos estão vendo o objeto como ele era quando nosso universo tinha apenas um décimo de sua idade atual de 13,8 bilhões de anos. Naquela distância, os fluxos de material que caem em W2246-0526 são particularmente tênues e difíceis de detectar. O estudo conta com 2,5 horas de tempo de observação usando 40 antenas de rádio de 12 metros do ALMA.
p "Sabíamos por dados anteriores que havia três galáxias companheiras, mas não houve evidência de interações entre esses vizinhos e a fonte central, "disse Diaz-Santos." Não estávamos procurando comportamento canibal e não o esperávamos, mas este mergulho profundo com o observatório ALMA torna isso muito claro. "
p W2246-0526 cai em uma categoria especial de quasares particularmente luminosos conhecidos como quentes, galáxias obscurecidas por poeira, ou Hot DOGs. Os astrônomos acham que a maioria dos quasares obtém parte de seu combustível de fontes externas. Uma possibilidade é que esses objetos recebam um fluxo lento de material do espaço entre as galáxias. Outra é que eles se alimentam em rajadas comendo outras galáxias, que parece estar ocorrendo com W2246-0526. Não está claro se W2246-0526 é representativo de outros quasares obscurecidos (aqueles com seus motores centrais obscurecidos por espessas nuvens de poeira) ou se é um caso especial.
p "Esta galáxia pode ser única, porque é quase duas vezes mais luminosa do que qualquer outra galáxia que encontramos com o WISE e se formou bem no início da história do universo, "disse Peter Eisenhardt, Cientista do projeto JPL para WISE e co-autor do novo artigo. "Mas descobrimos muitas outras galáxias com WISE que são semelhantes a esta:distante, empoeiradas e milhares de vezes mais luminosas do que as galáxias típicas de hoje. Assim, com W2246-0526, podemos estar vendo o que acontece durante um estágio chave na evolução de galáxias e quasares obscurecidos. "
Esta animação mostra em azul as observações dos telescópios espaciais Hubble na mesma área do céu que as observações do ALMA (em vermelho e amarelo) de W2246-0526. A grande galáxia azul observada pelo Hubble está localizada muito mais perto da Terra do que o sistema estudado, portanto, não faz parte deste estudo. A animação mostra claramente como o ALMA pode observar e revelar essas estruturas de fluxo onde os telescópios ópticos não podem. Crédito:T. Diaz-Santos et al; / Telescópio Espacial Hubble / N. Lira - ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) p Em última análise, a gula da galáxia pode levar apenas à autodestruição. Os cientistas levantam a hipótese de que os quasares obscurecidos que reúnem muito material ao seu redor acabam vomitando gás e poeira de volta para a galáxia. Este ataque de material impede a formação de novas estrelas, essencialmente empurrando a galáxia para a aposentadoria enquanto outras galáxias continuam a se renovar com o nascimento de novas estrelas.
p Um estudo complementar sobre W2246-0526, publicado em 14 de novembro na
Astrophysical Journal , forneceu a medição de massa para o buraco negro supermassivo no centro da galáxia - 4 bilhões de vezes a massa do Sol. Esta massa é grande, mas a extrema luminosidade de W2246-0526 foi pensada para exigir um buraco negro supermassivo com uma massa pelo menos três vezes maior, de acordo com os autores do artigo. Resolver essa aparente contradição exigirá mais observações.