Impressão de artista que ilustra um vento soprado a partir dos arredores de um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia espiral brilhante. Crédito: ESA
O XMM-Newton da ESA descobriu um vento veloz de gás oriundo do centro de uma galáxia espiral brilhante como a nossa que pode estar a reduzir a sua capacidade de produzir estrelas novas. Não é incomum encontrar ventos quentes soprados a partir de discos rodopiantes de material em redor de buracos negros supermassivos no centro de galáxias ativas. Caso sejam poderosos o suficiente, estes ventos podem influenciar o seu ambiente de várias maneiras. O seu efeito principal é varrer reservatórios de gás que poderiam ter formado estrelas, mas é também possível que possam desencadear o colapso de algumas nuvens para formar estrelas.
Pensa-se que estes processos desempenham um papel fundamental nas galáxias e buracos ao longo dos 13,8 mil milhões de anos do Universo. Mas também se pensava que afetavam apenas os maiores objetos, como galáxias elípticas enormes formadas através da colisão dramática e fusão de duas ou mais galáxias, que por vezes despoletam ventos suficientemente poderosos para influenciar a formação estelar.
Agora, pela primeira vez, estes ventos foram observados num tipo mais normal de galáxia ativa conhecida como Seyfert, que parece não ter sofrido qualquer fusão. Quando observadas no visível, quase todas as galáxias Seyfert têm uma forma espiral parecida com a nossa própria Via Láctea. No entanto, ao contrário da Via Láctea, as Seyfert têm núcleos brilhantes que brilham em todo o espectro eletromagnético, um sinal de que os buracos negros supermassivos nos centros não estão inativos, mas a devorar os seus arredores. O buraco negro supermassivo no coração desta Seyfert em particular, conhecida como IRAS17020+4544 e localizada a 800 milhões de anos-luz da Terra, tem uma massa de quase seis milhões de sóis, atraindo gás nas proximidades e fazendo-o brilhar moderadamente.
Análise do XMM-Newton de fluxos ultra-rápidos emanados da região em redor de um buraco negro supermassivo no centro da galáxia espiral Seyfert identificada como IRAS17020+4544. A galáxia está localizada a cerca de 800 milhões de anos-luz da Terra.
A imagem da galáxia (esquerda) foi obtida com o SDSS (Sloan Digital Sky Survey). O núcleo ativo da galáxia é a mancha amarelo-esbranquiçada no centro; os pontos avermelhados são estrelas em primeiro plano. O buraco negro supermassivo no coração desta galáxia tem uma massa de quase seis milhões de sóis. O XMM-Newton descobriu que os fluxos ultra-rápidos em redor deste buraco negro supermassivo se movem a 23.000-33.000 km/s, cerca de 10% da velocidade da luz, suficientemente energéticos para aquecer o gás na galáxia e suprimir a formação estelar - a primeira vez que tal foi visto numa galáxia espiral relativamente normal. A emissão de raios-X dos ventos rápidos nos núcleos galácticos é normalmente dominada por átomos de ferro com muitos dos seus eletrões arrancados, mas os ventos desta galáxia são invulgares, exibindo elementos mais leves como o oxigénio, em qualquer deteção do elemento ferro - tal como visto no espectro (direita). O espectro mostra vários componentes diferentes (A-E) do fluxo ultra-rápido. Certas partes do fluxo ("warm absorber features") deslocam-se mais lentamente - centenas até milhares de quilómetros por segundo). Crédito: imagem - Sloan Digital Sky Survey; espectro - Longinotti et al (2015)
O XMM-Newton descobriu que os ventos em redor do buraco negro movem-se a 23.000-33.000 km/s, cerca de 10% da velocidade da luz. Um achado importante é que o vento do centro é suficientemente energético para aquecer o gás na galáxia e para suprimir a formação estelar - a primeira vez que tal foi visto numa galáxia espiral relativamente normal. É o primeiro caso sólido de um fluxo ultra-rápido de raios-X observado numa galáxia Seyfert 'normal'," afirma Anna Lia Longinotti do Instituto Nacional de Astrofísica, Ótica e Eletrónica de Puebla, México, autora principal do artigo que descreve os resultados, publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.
A galáxia tem uma outra surpresa: a emissão de raios-X dos ventos velozes dos núcleos galácticos é normalmente dominada por átomos de ferro com muitos dos seus eletrões arrancados, mas os ventos desta galáxia são invulgares, exibindo elementos mais leves como oxigénio, sem qualquer deteção do elemento ferro. Fiquei realmente surpreendida ao descobrir que este vento é principalmente constituído por oxigénio porque ninguém tinha visto uma galáxia como esta antes," comenta Anna Lia. Tendo em conta que a galáxia é parecida com a nossa, levanta questões sobre a história da Via Láctea e o papel que o nosso buraco negro central pode ter desempenhado.
"Nós sabemos, também graças a resultados recentes obtidos pelo XMM-Newton, que o buraco negro com 4 milhões de massas solares no centro da nossa Galáxia passou por fases de atividades muito mais fortes, até mesmo há apenas algumas centenas de anos atrás," afirma o coautor Matteo Guainazzi, astrónomo da ESA atualmente no Instituto de Ciência Espacial e Astronáutica da JAXA, a agência espacial japonesa.
"Claro, não podemos ter a certeza, mas a nossa descoberta significa que os fluxos velozes como aqueles encontrados em IRAS17020+4544 podem já ter varrido através da nossa própria Galáxia durante uma destas fases ativas. Esta possibilidade não foi considerada anteriormente, porque este 'feedback' dos ventos em raios-X foi anteriormente observado apenas em galáxias muito diferentes da Via Láctea. O XMM-Newton continua a fazer descobertas com potencial para questionar a nossa compreensão de como as estrelas numa galáxia e o buraco negro supermassivo no seu centro co-evoluem ao longo da história do Universo," afirma Norbert Schartel, cientista do projeto XMM-Newton da ESA.
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