Lançanda nova luz sobre os objetos mais brilhantes do Universo

Os quasares estão entre os objetos mais brilhantes, mais antigos, mais distantes e mais poderosos do Universo.

Alimentados por buracos negros supermassivos no centro de galáxias gigantescas, os quasares podem emitir enormes quantidades de energia, até mil vezes a produção total das centenas de bilhões de estrelas de toda a nossa Via Láctea.

Astrofísicos da Universidade de Dartmouth, no estado americano de New Hampshire, escreveram um artigo que será publicado na revista The Astrophysical Journal, que relata descobertas baseadas em observações de 10 quasares. Eles documentaram o imenso poder da radiação quasar, que se estende por muitos milhares de anos-luz, até aos limites da galáxia do quasar.

"Pela primeira vez, somos capazes de ver a real extensão em que estes quasares e os seus buracos negros podem afetar as suas galáxias, e vemos que é limitada apenas pela quantidade de gás na galáxia," afirma Kevin Hainline, associado pós-doutorado de pesquisa em Dartmouth. "A radiação excita o gás por todo o percurso até às margens da galáxia e só pára quando já não existe mais gás."

A radiação libertada por um quasar cobre todo o espectro electromagnético, desde ondas de rádio até micro-ondas a baixas frequências, passando por infravermelho, ultravioleta, raios-X, até raios gama de alta frequência. Um buraco negro central, também chamado núcleo galáctico ativo, pode crescer ao engolir material do gás interestelar circundante, libertando energia no processo. Isto leva à criação do quasar, que emite radiação que ilumina o gás presente em toda a galáxia.

"Se pegarmos nesta poderosa e brilhante fonte de radiação no centro da galáxia e detonarmos o gás com a sua radiação, ele é excitado da mesma forma que o néon nas lâmpadas, produzindo luz," afirma Ryan Hickox, professor assistente do Departamento de Física e Astronomia em Dartmouth. "O gás vai emitir frequências muito específicas de luz que só um quasar pode produzir. Esta luz funciona como um rasto que fomos capazes de usar para seguir o gás excitado pelo buraco negro até grandes distâncias."

Os quasares são pequenos em comparação com uma galáxia, como um grão de areia numa praia, mas o poder da sua radiação pode se estender até aos limites galáticos e além.

A iluminação do gás pode ter um efeito profundo, já que o gás que é iluminado e aquecido pelo quasar é menos capaz de entrar em colapso sob a sua própria gravidade e formar novas estrelas. Assim, o minúsculo buraco negro central e o seu quasar podem retardar a formação estelar em toda a galáxia e influenciar a forma como esta cresce e muda ao longo do tempo.

"Isto é emocionante porque sabemos, a partir de um número de argumentos diferentes e independentes, que estes quasares têm um efeito profundo nas galáxias onde vivem," afirma Hickox. "Existe muita controvérsia sobre o modo como realmente influenciam a galáxia, mas agora temos um aspecto da interação que se pode alargar à escala de toda a galáxia. Ninguém tinha visto isso antes."

Hickox, Hainline e co-autores basearam as suas conclusões em observações feitas com o SALT (Southern African Large Telescope), o maior telescópio óptico do Hemisfério Sul. As observações foram realizadas usando espectroscopia, na qual a luz é dividida nos comprimentos de onda que a compõem. "Para este tipo particular de experiência, está entre os melhores telescópios do mundo," afirma Hickox.

Também usaram dados do telescópio espacial WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) da NASA, que fotografou todo o céu no infravermelho. Os cientistas usaram observações no infravermelho porque dão uma medida particularmente fiável da produção total de energia do quasar.