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Luz desconhecida de galáxias não é produzida por buracos negros

Baseado em artigo de Jordan Raddick - SDSS -  25/01/2016

Os buracos negros não são responsáveis por tudo o que acontece em uma galáxia, demonstram astrônomos. [Imagem: Jennifer Johnson/SDSS]

Buraco negro ou anã branca

Você pode achar que os astrônomos poderiam facilmente dizer a diferença entre um buraco negro e uma estrela anã branca - mas a natureza pode ser enganosa.

Astrônomos do projeto SDSS (Sloan Digital Sky Survey), que já rendeu a maior imagem 3D do Universo e descobriu que as estrelas não têm posição fixa na galáxia, descobriram agora a "verdadeira origem de uma intrigante luz emitida por galáxias próximas".

Acontece que essa fonte até agora era creditada aos buracos negros centrais, ou nucleares, que se acredita existirem no centro das galáxias. Mas não parece ser esse o caso.

"Agora sabemos que as anãs brancas, e não os buracos negros centrais, explicam essas observações," explica Francesco Belfiore, da Universidade de Cambridge. "Como sabemos que as anãs brancas são as responsáveis, estamos muito mais perto de compreender como as galáxias se retiram do negócio daformação de estrelas."

Linhas de emissão

No centro do mistério está o fino gás interestelar que preenche os espaços entre as estrelas. Esse gás é quente e brilha pra valer. O problema está em saber que fonte de energia o faz brilhar.

Para tentar elucidar a questão, Belfiore analisou a luz emitida - as linhas espectrais de emissão do gás, como dizem os astrônomos - de 600 galáxias.

Compreender a origem dessas linhas de emissão está longe de ser simples. Em particular, os astrônomos têm coçado a cabeça com relação à fonte de energia de um estado particular que esse gás se apresenta em algumas galáxias: a fonte de energia que o ilumina deve ser mais quente do que estrelas recém-formadas, mas mais fria do que a radiação de um buraco negro sugando matéria violentamente - um quasar, por exemplo.

A hipótese mais aceita estabelece que este gás é iluminado por um núcleo galáctico ativo, mas fracote, cuja acreção suga quantidades muito pequenas de gás. Essa ideia se baseava no fato de que os núcleos de muitas galáxias apresentam essas regiões conhecidas como LINERs (Low-Ionization Nuclear Emission-line Regions).

"As LINERs são um quebra-cabeça de 35 anos de idade," diz Belfiore. "Nos últimos anos, vários astrônomos têm argumentado contra a interpretação dominante e apresentado provas de que nem todas as LINERs são devidas a buracos negros. Os novos dados do SDSS nos deram a chance de ter um novo olhar sobre esta questão e avaliar possíveis teorias alternativas."

Observando uma galáxia inteira

As observações espectroscópicas anteriores eram insuficientes para uma conclusão porque elas geralmente cobrem apenas uma pequena parte de uma galáxia, perto de seu centro. Mas um novo instrumento recém-instalado no SDSS, chamado Manga (Mapping Nearby Galaxies), é capaz de obter dados espectroscópicos para toda a galáxia de uma só vez.

Foi o suficiente para desbancar a teoria de que os buracos negros centrais eram responsáveis pelo fenômeno, que é muito mais provavelmente gerado por anãs brancas espalhadas pela galáxia.

"Tirando proveito do fato de que o Manga pode obter dados para uma galáxia inteira de uma vez, nós revelamos que as fontes que iluminam o gás [interestelar] devem estar distribuídas por toda a galáxia, mesmo a dezenas de milhares de anos-luz de distância do buraco negro central. Isto prova que as linhas de emissão que vemos não podem todas ser devidas a buracos negros centrais," diz Belfiore.

• Buracos negros podem ser janelas para universos paralelos

Bibliografia:

P-MaNGA Galaxies: emission-lines properties - gas ionization and chemical abundances from prototype observations
Francesco Belfiore et al.
DOI: 10.1093/mnras/stv296
http://arxiv.org/abs/1410.7781