Os cientistas descobrem galáxia gigante 32 vezes maior que a da Terra – e eles o chamaram de 'problema'
Você pode não saber, mas agora há uma enorme festa cósmica acontecendo muito, muito acima de nossas cabeças. Os principais participantes do partido são conhecidos como buracos negros supermassivos. Esses objetos misteriosos podem ter massas vários milhões ou bilhões de vezes o sol e são tão densos que eles deformam o tempo ao redor deles.
Até onde os astrônomos sabem, todas as galáxias abrigam um Buraco negro supermassivo em seus próprios centros. Em algumas galáxias, grandes quantidades de gás interestelar estão em espiral ao redor do buraco negro supermassivo e sendo puxadas além do horizonte do evento e essencialmente no buraco negro. Este processo cria uma enorme quantidade de atrito e energia, o que pode causar a “rave” de que estou falando – liberando enormes quantidades de luz em muitas cores e frequências diferentes em todo o espectro eletromagnético.
Em alguns casos, o buraco negro até vomitará jatos de plasma, milhões de anos-luz no espaço intergaláctico. O gás plasmático é tão quente que é essencialmente uma sopa de elétrons se aproximando da velocidade da luz. Esses jatos de plasma brilham nas frequências de rádio, para que possam ser vistas com um radiotelescópio e são, apropriadamente, denominadas galáxias de rádio. Em um episódio recente do podcast de astronomia A savana cósmicaComparei a aparência deles a dois palitos de brilho (os jatos de plasma) saindo de uma bola de aderência pegajosa (a galáxia). Os astrônomos levantam a hipótese de que os jatos plasmáticos continuam se expandindo para fora à medida que o tempo passa, eventualmente crescendo tão grande que se tornam galáxias de rádio gigantes.
Milhões de galáxias de rádio de tamanho normalmente são conhecidas pela ciência. Mas em 2020, apenas cerca de 800 galáxias gigantes de rádio foram encontradas, quase 50 anos desde que foram descobertas inicialmente. Eles eram considerados raros. No entanto, uma nova geração de radiotelescópios, incluindo a África do Sul Meerkatvirou essa idéia de cabeça para baixo: nos últimos cinco anos, cerca de 11.000 gigantes foram descobertos.
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A mais nova galáxia de rádio gigante de Meerkat encontra é extraordinário. Os jatos plasmáticos deste cósmico gigante abrangem 3,3 milhões de anos-luz de ponta a ponta-mais de 32 vezes o tamanho do Via Láctea. Sou um dos principais pesquisadores que fizeram a descoberta. Nós o apelidamos de Inkathazo, que significa “problema” nas línguas Isixhosa e Isizulu da África do Sul. Isso porque tem sido um pouco problemático entender a física por trás do que está acontecendo com Inkathazo.
Essa descoberta nos deu uma oportunidade única de estudar galáxias gigantes de rádio. Os resultados desafiam os modelos existentes e sugerem que ainda não entendemos muito da física de plasma complicada em jogo nessas galáxias extremas.
Aqui vem o 'problema'
O telescópio Meerkat está localizado na região de Karoo, na África do Sul, é composto por 64 pratos de rádio e é operado e gerenciado pelo Observatório de Radio Astronomia da África do Sul. É um precursor do Matriz de quilômetros quadradosque será, quando iniciar operações científicas por volta de 2028, o maior telescópio do mundo.
Meerkat já foi fundamental ao descobrir alguns dos tesouros ocultos do céu do sul desde que foi comissionado em 2018.
Esta é a terceira galáxia de rádio gigante que meus colaboradores e eu descobriram Com Meerkat em um pedaço de céu relativamente pequeno próximo ao equador, no tamanho de cinco luas cheias, que os astrônomos se referem ao “campo de cosmos”. Apontamos o Meerkat para o Cosmos durante os estágios iniciais das pesquisas mais avançadas de galáxias distantes já realizadas: a exploração extragaláctica internacional Gigahertz em camadas (PILDERE).
A equipe de Mildee, uma colaboração de astrônomos de todo o mundo, e eu publiquei pela primeira vez a descoberta de as outras duas galáxias de rádio gigantes em cosmos em 2021.
Vimos Inkathazo mais recentemente em minhas próprias observações de acompanhamento do Meerkat do Cosmos, bem como na pesquisa completa do Pilfee.
No entanto, o Inkathazo difere de seus companheiros cósmicos de várias maneiras. Ele não tem as mesmas características que muitas outras galáxias de rádio gigantes. Por exemplo, os jatos de plasma têm uma forma incomum. Em vez de se estender diretamente de ponta a ponta, um dos jatos é dobrado.
Além disso, o Inkathazo vive no centro de um conjunto de galáxias, e não em um isolamento relativo, o que deve dificultar o crescimento dos jatos plasmáticos de tamanhos tão enormes. Sua localização em um cluster levanta questões sobre o papel das interações ambientais na formação e evolução dessas galáxias gigantes.
Os recursos excepcionais da Meerkat estão nos ajudando a desvendar esse enigma cósmico. Criamos alguns dos mapas espectrais de maior resolução já feitos para galáxias de rádio gigantes. Esses mapas rastreiam a idade do plasma em diferentes partes da galáxia, fornecendo pistas sobre os processos físicos no trabalho.
Os resultados revelaram complexidades intrigantes nos jatos de Inkathazo. Alguns elétrons dentro dos jatos de plasma recebem impulsionamentos inesperados de energia. Achamos que isso pode ocorrer quando os jatos colidem com gás quente nos vazios entre galáxias em um cluster. Isso nos dá dicas sobre que tipo de física de plasma pode estar acontecendo nessas partes extremas do universo que não prevemos anteriormente.
Um tesouro
O fato de termos apresentado três galáxias gigantes de rádio, apontando o Meerkat para um único pedaço de céu sugere que provavelmente há um enorme tesouro desses gigantes cósmicos apenas esperando para serem descobertos no céu do sul. O telescópio é incrivelmente poderoso e está em um local perfeito para esse tipo de pesquisa, por isso está idealmente preparado para descobrir e aprender mais sobre galáxias de rádio gigantes nos próximos anos.
Kathleen Charlton, estudante de mestrado da Universidade da Cidade do Cabo, foi a principal autora da pesquisa na qual este artigo foi baseado.
Este artigo editado é republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o Artigo original.
