A aproximadamente 500 milhões de anos-luz de distância, perto da constelação de Delphinus, duas galáxias estão colidindo. Conhecido como fusão da galáxia IIZw096, esse fenômeno luminoso é obscurecido pela poeira cósmica, mas os pesquisadores identificaram pela primeira vez uma fonte de luz brilhante e energética há 12 anos. Agora, com um telescópio mais avançado – o Telescópio Espacial James Webb, que iniciou suas observações em julho de 2022 – a equipe identificou a localização precisa do que eles apelidaram de “motor” da galáxia em fusão.
Eles publicaram seus resultados em 15 de novembro de 2022, em As cartas do jornal astrofísico.
“O Telescópio Espacial James Webb nos trouxe visões completamente novas do universo, graças a ele ter a maior resolução espacial e sensibilidade no infravermelho”, disse o autor correspondente Hanae Inami, professor assistente do Centro de Ciências Astrofísicas de Hiroshima da Universidade de Hiroshima. “Queríamos encontrar o ‘motor’ que alimenta este sistema de galáxias em fusão. Sabíamos que esta fonte estava profundamente escondida pela poeira cósmica, então não poderíamos usar luz visível ou ultravioleta para encontrá-la. Apenas no infravermelho médio, observado com o Telescópio Espacial James Webb, agora vemos que esta fonte ofusca tudo o mais nestas galáxias em fusão.”
À medida que as galáxias se fundem, suas estrelas, planetas e outros constituintes podem colidir uns com os outros, os detritos servindo de forragem para novos episódios celestes. A maioria dessas colisões galácticas emite apenas luz infravermelha, que tem comprimentos de onda mais longos do que a luz visível para os humanos e está além do alcance da percepção humana. Em 2010, usando o Telescópio Espacial Spitzer, a mesma equipe descobriu que o sistema de fusão era dominado por emissão infravermelha brilhante. Os pesquisadores puderam medir a potência do motor – a fonte de tal brilho – mas não conseguiram identificar sua localização exata devido à resolução limitada do telescópio.
Com o Telescópio Espacial James Webb, eles descobriram que esse motor é responsável pela maior parte da emissão de infravermelho médio, que representa até 70% da emissão infravermelha total do sistema. Eles também descobriram que a fonte tem um raio não superior a 570 anos-luz – uma pequena fração do tamanho do sistema de fusão, que tem cerca de 65.000 anos-luz de diâmetro. Isso indica que a energia está confinada a um pequeno espaço, de acordo com o coautor Thomas Bohn, da Universidade de Hiroshima.
“É intrigante que esta fonte compacta, longe dos centros galácticos, domine a luminosidade infravermelha do sistema,” disse Bohn.
Segundo Bohn, esta fonte dá uma contribuição significativa para a fusão das galáxias, apesar de estar na periferia, como uma partícula de pimenta na clara de um ovo frito.
“Queremos saber o que alimenta esta fonte: é uma explosão estelar ou um enorme buraco negro?” Inami perguntou. “Vamos usar espectros infravermelhos obtidos com o Telescópio Espacial James Webb para investigar isso. Também é incomum que o ‘motor’ esteja fora das partes principais das galáxias em fusão, então vamos explorar como essa poderosa fonte acabou ali.”
O co-autor Jason Surace, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, disse que a descoberta apóia entendimentos desenvolvidos mais recentemente sobre o universo e como ele muda.
“As últimas décadas, impulsionadas por novas observações, principalmente baseadas no espaço no infravermelho, mostraram que o universo é um lugar surpreendentemente dinâmico e que muda violentamente”, disse Surace. “Em tempos passados, pensava-se que as galáxias – as maiores coisas que conhecíamos – simplesmente giravam essencialmente imutáveis, como templos celestiais nos céus”.
Além de identificar a localização do motor, os pesquisadores encontraram 12 “aglomerados” de luz. Enquanto alguns deles foram revelados anteriormente pelas capacidades de infravermelho próximo do Telescópio Espacial Hubble, cinco foram recentemente detectados com o Telescópio Espacial James Webb. Estes, disse Inami, estão emitindo cores infravermelhas médias que sugerem que estão formando estrelas.
“As imagens do infravermelho médio do Telescópio Espacial James Webb descritas neste artigo revelaram um aspecto oculto da fusão da galáxia IIZw096 e abriram uma porta para a identificação de fontes fortemente obscurecidas por poeira que não podem ser encontradas em comprimentos de onda mais curtos”, disse Inami. “Futuras observações espectroscópicas planejadas de IIZw096 fornecerão informações adicionais sobre a natureza da poeira, gás ionizado e gás molecular quente dentro e ao redor da região perturbada desta galáxia luminosa em fusão”.
Este trabalho foi conduzido como parte do programa JWST Early Release Science (ERS) do projeto Great Observatory All-sky LIRG Survey (GOALS), que tem como alvo quatro galáxias locais em fusão, incluindo IIZw096.
Com informações de Science Daily.