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    Alimentando um buraco negro nuclear de uma galáxia

    Uma imagem do Hubble infravermelho próximo do luminoso, galáxia espiral barrada ESO320-G030. As observações infravermelhas e a modelagem de mais de uma dúzia de espécies moleculares em seu centro revelam fluxos massivos de gás para uma região nuclear que está passando por uma explosão de formação de estrelas e dominada por três componentes, um pequeno núcleo quente, um disco, e um envelope externo. Crédito:NASA / HST; Alonso-Herrero et al.

    Uma barra galáctica é a estrutura aproximadamente linear de estrelas e gás que se estende pelas regiões internas de algumas galáxias. A barra se estende a partir de um braço espiral interno, em toda a região nuclear, para um braço do outro lado. Encontrado em cerca de metade das galáxias espirais, incluindo a Via Láctea, acredita-se que as barras canalizem grandes quantidades de gás para as regiões nucleares, com profundas consequências para a região, incluindo explosões de formação de estrelas e o rápido crescimento do buraco negro supermassivo no centro. Quasares, por exemplo, foram sugeridos como um resultado deste tipo de atividade. Eventualmente, Contudo, feedback de tais eventos energéticos (supernovas, por exemplo) termina o influxo e paralisa o crescimento do buraco negro. Como as barras e os influxos de gás se formam e evoluem não são bem compreendidos - pensa-se que as fusões de galáxias desempenham um papel - nem são as propriedades físicas dos núcleos galácticos que ainda estão ativamente acumulando gás. Uma séria dificuldade é que a poeira no material denso ao redor do núcleo é opaca à radiação óptica e, dependendo em parte da geometria, pode obscurecer as observações. Medições de comprimento de onda infravermelho e submilimétrico que podem perscrutar através da poeira oferecem o melhor caminho a seguir.

    O luminoso, a galáxia barrada ESO 320-G030 está a cerca de cento e cinquenta milhões de anos-luz de distância e não mostra sinais de ter estado em uma fusão, ainda esta galáxia tem uma barra de quase sessenta mil anos-luz de comprimento, bem como uma segunda barra cerca de dez vezes menor perpendicular a ela. Esta galáxia mostra alta atividade de formação de estrelas na região nuclear, mas nenhuma evidência clara de um núcleo ativo, talvez por causa da alta extinção. A galáxia também é vista com entrada de gás (e evidências de vazamentos simultaneamente), tornando-o um protótipo próximo de isolado, galáxias em rápida evolução impulsionadas por suas barras.

    Os astrônomos CfA Eduardo Gonzalez-Alfonso, Matt Ashby, e Howard Smith liderou um programa de espectroscopia Herschel de infravermelho distante desse objeto, juntamente com observações submilimétricas do gás ALMA. Modelando cuidadosamente as formas das linhas de absorção infravermelha da água e várias de suas variações ionizadas e isotópicas, com quinze outras espécies moleculares, incluindo amônia, OH e NH, eles concluem que uma explosão nuclear de cerca de vinte massas solares de estrelas por ano está sendo sustentada pelo influxo de gás com vida útil curta (vinte milhões de anos). Eles encontram evidências de três componentes estruturais:um envelope com cerca de quinhentos anos-luz de diâmetro, um denso disco circunuclear com cerca de cento e vinte anos-luz de raio, e um núcleo compacto ou toro com quarenta anos-luz de tamanho e caracterizado por sua poeira muito quente. Esses três componentes são responsáveis ​​por cerca de 70% da luminosidade da galáxia. Embora ESO 320-G030 seja um exemplo excepcional, sendo brilhante e próximo, os resultados sugerem que estruturas nucleares complexas semelhantes, com entradas e saídas, pode ser comum em galáxias luminosas no universo mais distante, incluindo aquelas durante sua época mais ativa de formação de estrelas.


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