eso1710pt-br — Nota de imprensa científica

Estrelas nascidas em ventos de buracos negros supermassivos

O VLT do ESO encontra novo tipo de formação estelar

27 de Março de 2017

Com o auxílio do Very Large Telescope do ESO foram descobertas estrelas formando-se nos poderosos fluxos de matéria lançados por buracos negros supermassivos, situados nos núcleos de galáxias. Tratam-se das primeiras observações confirmadas de estrelas em formação neste tipo de ambiente extremo. A descoberta tem muitas consequências para a compreensão da evolução e propriedades das galáxias. Estes resultados foram publicados na revista Nature.

Um grupo de astrônomos europeus liderado pelo Reino Unido utilizou os instrumentos MUSE e X-shooter montados no Very Large Telescope (VLT), no Observatório do Paranal do ESO no Chile, para estudar uma colisão entre duas galáxias, chamadas coletivamente IRAS F23128-5919, situadas a cerca de 600 milhões de anos-luz de distância da Terra. A equipe observou os ventos colossais de matéria — ou fluxos — que têm origem perto do buraco negro supermassivo situado no coração da galáxia do par mais ao sul, e descobriu evidências claras de formação de estrelas ocorrendo nestes fluxos [1].

Este tipo de fluxos galácticos tem origem na enorme liberação de energia por parte dos centros ativos e turbulentos das galáxias. Os buracos negros supermassivos “escondem-se” no coração da maioria das galáxias e ao “engolirem” matéria aquecem o gás ao seu redor, lançando-o para fora da galáxia hospedeira sob a forma de ventos densos e poderosos [2].

Os astrônomos já suspeitavam há algum tempo que as condições no interior desse fluxos fossem adequadas para a ocorrência de formação estelar, no entanto ninguém tinha observado ainda o fenômeno acontecendo, já que se trata de uma observação muito difícil,” disse o líder da equipe Roberto Maiolino da Universidade de Cambridge. “Os nossos resultados são excitantes porque mostram sem ambiguidade que estrelas estão se formando no interior destes fluxos.”

A equipe resolveu estudar as estrelas que se encontram diretamente nos fluxos, assim como o gás ao redor. Os instrumentos espectroscópicos MUSE e X-shooter, ambos líderes mundiais, permitiram à equipe realizar um estudo muito detalhado das propriedades da radiação emitida, de modo a identificar a sua fonte.

Sabe-se que a radiação emitida por estrelas jovens faz as nuvens de gás próximas brilharem de um modo particular. A extrema sensibilidade do X-shooter permitiu à equipe descartar outras causas possíveis para este brilho, incluindo choques no gás ou núcleos ativos na galáxia.

A equipe detectou também, sem sombra de dúvidas e de forma direta, uma população estelar muito jovem nos fluxos [3]. Acredita-se que estas estrelas tenham uma idade inferior a algumas dezenas de milhões de anos, e análises preliminares sugerem que estes objetos são mais quentes e brilhantes do que estrelas que se formam em meios menos extremos tais como os discos galácticos.

Como evidências adicionais, os astrônomos determinaram também o movimento e a velocidade destas estrelas. A radiação emitida pela maioria das estrelas na região indica que estas se deslocam a altas velocidades afastando-se do centro da galáxia — o que faz sentido para objetos "apanhados" numa corrente de material que se desloca a alta velocidade.

A co-autora Helen Russell (Institute of Astronomy, Cambridge, RU), explica: “As estrelas que se formam no vento próximo do centro galáctico podem ser freadas ou até começar a voltar, mas as estrelas que se formam mais longe apresentam menor desaceleração, podendo até deslocar-se para fora da galáxia.”

Esta descoberta nos dá novas informações que ajudarão a compreender vários fenômenos astrofísicos, por exemplo: como que certas galáxias obtêm as suas formas [4]; como que o meio intergaláctico se enriquece de elementos pesados [5], e qual a origem da inexplicável radiação cósmica de fundo infravermelha [6].

Maiolino está entusiasmado com o futuro: “Se tivermos de fato formação estelar ocorrendo na maioria dos fluxos galácticos, como algumas teorias prevêem, então poderemos ter um cenário completamente diferente de evolução das galáxias.”

Notas

[1] As estrelas formam-se nos fluxos a taxas muito elevadas; os astrônomos pensam que são formadas estrelas correspondentes a um total de 30 vezes a massa do Sol por ano, o que equivale a mais de um quarto da formação estelar em todo este sistema de galáxias em fusão.

[2] A expulsão do gás sob a forma de fluxos galácticos dá origem a um meio pobre em gás no interior da galáxia, o que pode muito bem ser a razão pela qual algumas galáxias param de formar novas estrelas à medida que envelhecem. Embora estes fluxos tenham muito provavelmente a sua origem em buracos negros supermassivos centrais, também é possível que estes ventos sejam alimentados por supernovas num núcleo com formação estelar explosiva, ou seja, que está formando estrelas de forma vigorosa.

[3] Isto foi conseguido pela detecção de assinaturas características de populações jovens e com um padrão de velocidades consistente com o que se espera de estrelas formadas em fliuxos a alta velocidade.

[4] As galáxias espirais têm uma estrutura em disco óbvia, apresentando no centro um bojo distendido de estrelas e estando rodeadas por uma nuvem difusa de estrelas chamada halo. As galáxias elípticas são essencialmente compostas por estes elementos esferoidais. As estrelas formadas nos fluxos e que são ejetadas do disco principal poderão dar origem a estas estruturas galácticas.

[5] Como é que o espaço entre as galáxias — o meio intergaláctico — se enriquece em elementos pesados é uma questão que ainda permanece em aberto, no entanto as estrelas dos fluxos poderão fornecer uma resposta. Se forem lançadas para fora da galáxia e depois explodirem sob a forma de supernovas, os elementos pesados que contêm poderão ser liberados nesse meio.

[6] A radiação cósmica de fundo infravermelha, semelhante à mais famosa radiação cósmica de fundo de microondas, é um brilho fraco na região infravermelha do espectro que vem de todas as direções do espaço. No entanto, a sua origem nas bandas do infravermelho próximo nunca foi verificada de modo satisfatório. Uma população de estrelas de fluxo lançadas para o espaço intergaláctico poderá contribuir para esta radiação.

Mais Informações

Este trabalho foi descrito no artigo científico intitulado “Star formation in a galactic outflow” de Maiolino et al., que será publicado a 27 de Março de 2017 na revista Nature.

A equipe é composta por: R. Maiolino (Cavendish Laboratory; Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, UK), H.R. Russell (Institute of Astronomy, Cambridge, UK), A.C. Fabian (Institute of Astronomy, Cambridge, UK), S. Carniani (Cavendish Laboratory; Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, UK), R. Gallagher (Cavendish Laboratory; Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, UK), S. Cazzoli (Departamento de Astrofisica-Centro de Astrobiología, Madrid, Spain), S. Arribas (Departamento de Astrofisica-Centro de Astrobiología, Madrid, Spain), F. Belfiore ((Cavendish Laboratory; Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, UK), E. Bellocchi (Departamento de Astrofisica-Centro de Astrobiología, Madrid, Spain), L. Colina  (Departamento de Astrofisica-Centro de Astrobiología, Madrid, Spain), G. Cresci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italy), W. Ishibashi (Universität Zürich, Zürich, Switzerland), A. Marconi (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italy), F. Mannucci (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italy), E. Oliva (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italy), and E. Sturm (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Germany).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronômico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 16 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Polônia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, assim como pelo Chile, o país de acolhimento. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronômicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrônomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronômica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope, o observatório astronômico óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é um parceiro principal no ALMA, o maior projeto astronômico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o European Extremely Large Telescope (E-ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

Links

Contatos

Gustavo Rojas
Universidade Federal de São Carlos
São Carlos, Brazil
Tel.: +551633519797
e-mail: grojas@ufscar.br

Roberto Maiolino
Cavendish Laboratory, Kavli Institute for Cosmology
University of Cambridge, UK
e-mail: r.maiolino@mrao.cam.ac.uk

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Cel.: +49 151 1537 3591
e-mail: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1710, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contato local para a imprensa. O representante brasileiro é Gustavo Rojas, da Universidade Federal de São Carlos. A nota de imprensa foi traduzida por Margarida Serote (Portugal) e adaptada para o português brasileiro por Gustavo Rojas.

Sobre a nota de imprensa

No. da notícia:eso1710pt-br
Nome:IRAS F23128-5919
Tipo:Early Universe : Galaxy : Activity : AGN
Early Universe : Galaxy : Component : Central Black Hole
Facility:Very Large Telescope
Instruments:MUSE, X-shooter
Science data:2017Natur.544..202M

Imagens

Concepção artística de estrelas nascidas em ventos de buracos negros supermassivos
Concepção artística de estrelas nascidas em ventos de buracos negros supermassivos

Vídeos

ESOcast 101 Light: Estrelas encontradas em ventos de buraco negro
ESOcast 101 Light: Estrelas encontradas em ventos de buraco negro
Concepção artística de estrelas nascidas em ventos de buracos negros supermassivos
Concepção artística de estrelas nascidas em ventos de buracos negros supermassivos

Veja também