Astrônomos veem resquícios de incrível explosão galáctica antiga

Os cientistas descobriram evidências da maior explosão de energia já registrada. As pistas para essa explosão vêm na forma de uma bolha gigante de ondas de rádio antigas.

Os pesquisadores observaram o Ophiuchus Cluster, o segundo aglomerado mais brilhante de galáxias no céu quando visto em raios-X, que está a 390 milhões de anos-luz da Terra. A região central desse aglomerado contém uma característica peculiar: uma borda côncava, como uma pequena mordida em um biscoito. Quando os pesquisadores analisaram imagens de radiotelescópios da área e as compararam com imagens de raios-X, perceberam que estavam olhando para os remanescentes de uma explosão verdadeiramente enorme do centro de uma galáxia ativa.

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A história da descoberta começa com um estudo de 2016 do Ophiuchus Cluster, usando dados do Observatório de Raios-X Chandra, liderados por Norber Werner, que agora é professor associado da Universidade Masaryk, na República Tcheca. Embora estivessem estudando como o plasma no centro do aglomerado esfria, eles notaram uma forma côncava peculiar na borda do núcleo. Eles consideraram que poderia ter sido o resultado de algum tipo de grande explosão, mas optaram por explicações menos fantásticas, como o movimento do gás resultante da fusão de aglomerados de galáxias.

Uma explosão potencialmente enorme despertou o interesse de outra equipe de astrônomos, liderada por Simona Giacintucci no Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA. Eles vasculharam dados de rádio de baixa frequência em busca de evidências de partículas dessa explosão. Eles encontraram essa evidência em novos dados de pesquisas de rádio coletados pelo Murchison Widefield Array na Austrália, bem como em observações antigas feitas pelo Giant Metrewave Radio Telescope na Índia e Very Large Array no Novo México. Eles publicaram seu trabalho no The Astrophysical Journal.

A emissão de rádio que produziu a borda côncava. Imagem: raio X: Chandra: NASA/CXC/NRL/S. Giacintucci, et al., XMM-Newton: ESA/XMM-Newton; Rádio: NCRA/TIFR/GMRT; Infravermelho: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF

Os dados combinados “mostraram muito claramente que a fonte de rádio estendida se encaixa na borda dos raios-X como uma luva”, escreveram Giacintucci e o autor do estudo Maxim Markevitch, do Centro de Vôo Espacial da NASA/Goddard, em um post do Observatório de Raios-X Chandra. Eles estavam olhando para uma região enorme no plasma do aglomerado de galáxias que havia sido esculpida por elétrons de alta energia emitindo ondas de rádio. Essa cavidade, como os pesquisadores chamaram, foi aberta por uma explosão inimaginável de energia. Os cientistas já viram outras bolhas desse tipo antes, mas a bolha geralmente está dentro do centro do aglomerado de galáxias, sem lascar um pedaço dele.

Mas, de acordo com Giacintucci e Markevitch, a explosão que teria produzido essa extremidade côncava seria cinco vezes maior que a maior explosão de energia já descoberta. E a energia das ondas de rádio – os telescópios usados ​​neste estudo observaram principalmente ondas de rádio de baixa frequência – sugerem que a explosão é um “dinossauro” antigo, segundo o artigo, ocorrendo centenas de milhões de anos atrás (sim, quero dizer centenas de milhões de anos antes que o aglomerado de galáxias, que está a centenas de milhões de anos-luz de nós, liberasse a luz que agora estamos observando hoje). A radiação de alta frequência dessa explosão há muito desapareceu.

O que poderia ter produzido tal explosão? Talvez tenha sido uma grande explosão do buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia ativa.

Ainda há perguntas a serem respondidas. Essa explosão teve um papel na evolução do plasma no núcleo do aglomerado? Por que existe apenas uma bolha, quando explosões como essas geralmente produzem duas bolhas simétricas? Talvez, aprofundar-se nas frequências de rádio mais baixas revelará mais segredos obscurecidos pelo tempo.

Werner, o cientista que liderou o trabalho que inicialmente descartou a ideia de que o formato de biscoito mordido poderia ser causado por uma enorme explosão, está feliz por provarem que ele estava errado, de acordo com um blog post do Chandra. “Afirmações extraordinárias precisam de evidências extraordinárias e a observação relatada neste artigo fornece a evidência que nos faltava”, disse ele.