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Alimentados por buracos negros supermassivos que engolem matéria nos centros das galáxias, os núcleos galácticos ativos são as mais poderosas fontes compactas e estáveis de energia do universo. Há muito se sabe que os núcleos galácticos ativos mais brilhantes superam em muito a luz combinada de bilhões de estrelas em suas galáxias hospedeiras.
Um novo estudo indica que os cientistas subestimaram substancialmente a produção de energia desses objetos por não reconhecerem até que ponto sua luz é ofuscada pela poeira.
“Quando há pequenas partículas intermediárias ao longo de nossa linha de visão, isso faz com que as coisas atrás delas pareçam mais escuras. Vemos isso ao pôr do sol em qualquer dia claro, quando o sol parece mais fraco”, disse Martin Gaskell, pesquisador associado em astronomia e astrofísica da UC. Santa Cruz.
Gaskell é o principal autor de um artigo sobre as novas descobertas publicado em 16 de janeiro na Avisos Mensais da Royal Astronomical Society.
Embora a possibilidade de poeira diminuir a luz de núcleos galácticos ativos seja reconhecida há muito tempo, a quantidade era controversa e amplamente considerada insignificante, disse ele.
“Nós mostramos que este não é o caso e que a luz ultravioleta distante de um típico núcleo galáctico ativo é diminuída por um grande fator”, disse Gaskell.
A equipe chegou a essa conclusão estudando o efeito avermelhado da poeira na luz de um dos núcleos galácticos ativos mais bem estudados, conhecido como NGC 5548. Assim como a atmosfera da Terra faz o sol parecer mais vermelho e mais escuro ao pôr do sol, também a poeira nos núcleos galácticos ativos também os faz parecer mais vermelhos do que realmente são. A quantidade de vermelhidão está relacionada à quantidade de escurecimento.
Os cientistas quantificam as cores de algo medindo as proporções da intensidade de sua luz em diferentes comprimentos de onda. Embora saibamos qual é a cor não avermelhada do sol, tem havido muito debate sobre as cores não avermelhadas dos vários tipos de emissão dos núcleos galácticos ativos. Isso ocorre porque, embora teorias simples prevejam as cores intrínsecas e não corrigidas, havia dúvidas sobre se essas teorias simples se aplicavam a núcleos galácticos ativos.
No novo estudo do NGC 5548, os pesquisadores da UCSC usaram sete indicadores diferentes da quantidade de poeira e descobriram que todos estavam em boa concordância. Além disso, descobriu-se que o escurecimento de NGC 5548 devido à poeira é grande, mais de dez vezes o escurecimento causado pela poeira quando olhamos para fora de nossa própria galáxia, a Via Láctea.
“A boa concordância entre os diferentes indicadores da quantidade de vermelhidão foi uma surpresa agradável”, disse Gaskell. “Ele suporta fortemente teorias simples de emissão de núcleos galácticos ativos. Explicações exóticas de cores não são necessárias. Isso torna a vida mais simples para os pesquisadores e está acelerando nossa compreensão do que acontece quando os buracos negros engolem material.”
As cores de NGC 5548 são típicas de outros núcleos galácticos ativos, disse ele, o que tem amplas implicações. Por causa dos efeitos de escurecimento da poeira, os núcleos galácticos ativos são ainda mais poderosos do que se imaginava. Os resultados indicam que no ultravioleta, onde a maior parte da energia é irradiada, um típico núcleo galáctico ativo está emitindo uma ordem de magnitude a mais de energia do que se pensava anteriormente, disse Gaskell.
Outra implicação, disse ele, é que os núcleos galácticos ativos são muito semelhantes, e o que até então se pensava serem as principais diferenças fundamentais entre eles são, na verdade, apenas as consequências de diferentes quantidades de avermelhamento pela poeira.
Os co-autores de Gaskell – Frances Anderson (agora no Harvey Mudd College), Sufia Birmingham (agora na Universidade de Princeton) e Samhita Ghosh (agora na UC Berkeley) – trabalharam neste projeto como alunos do ensino médio participando do Programa de Estágio em Ciências da UCSC.
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