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Galáxias de coração efervescente

Em algumas, o centro brilha muito mais que o resto das estrelas

Por Da Redação Atualizado em 31 out 2016, 18h50 - Publicado em 26 jul 2009, 22h00

Eles são relativamente pequenos, dentro dos parâmetros astronômicos – os mais compactos são pouco maiores que o sistema solar e os mais extensos não ultrapassam 1 milésimo das dimensões da Via Láctea. Mesmo assim, os núcleos ativos de galáxias podem emitir até 1 quatrilhão de vezes mais luz (radiação eletromagnética) que o Sol. Se a Via Láctea tivesse um núcleo ativo desses, ele emitiria 5 000 vezes mais luz que todos os 200 bilhões de estrelas da Galáxia. Apenas o Big Bang emitiu mais energia do que eles, há cerca de 20 bilhões de anos. Observados por telescópio, esses núcleos aparecem como pontos luminosos, sem muita definição, como aparentes estrelas alojadas no coração de algumas galáxias.

Mas, ao contrário das estrelas, cuja luz abrange desde o infravermelho até o ultravioleta, esses corpos emitem radiação numa faixa muito mais ampla, que vai desde as ondas de rádio até os raios gama. Essa radiação, gerada pela aceleração de elétrons, é chamada de luz síncroton. Os núcleos ativos são raros nas proximidades da Via Láctea: as diversas famílias que nos cercam – galáxias de Seyfert, as BL Lacertae e os Liners – correspondem a menos de 2% das galáxias normais. Mas, à distância de 1 bilhão de anos-luz, eles se tornam mais freqüentes, muitos com um brilho que ultrapassa a casa dos 100 bilhões de sóis. Esses núcleos que, de tão radiantes, acabam ofuscando completamente a luz de suas galáxias hospedeiras, são chamados de “objetos quase estelares” (Q). Os QSÕ são da mesma família dos quasares – fontes quase estelares de rádio. Sabe-se hoje que os quasares constituem núcleos ativos: conhecem-se mais de 200 deles ao redor dos quais; é possível se detectarem as respectivas galáxias hospedeiras.

À medida que olhamos em direção ao passado, a população de quasares cresce, chegando ao máximo de densidade entre os 16 e 18 bilhões de anos-luz. Além dessa distância, os quasares começam novamente a escassear. Isso significa que os primeiros núcleos ativos teriam se acendido quando o Universo tinha apenas 2 bilhões de anos. Nessa tenra idade, existiam ainda enormes reservatórios de gás que alimentavam os grandes aceleradores cósmicos de elétrons. Mas, durante a evolução, esse; gás foi-se acabando, condensando-se na forma de estrelas. Assim, nos nossos tempos (o que, em termos de anos-luz, equivale a dizer “nas nossas vizinhanças”), os núcleos estão sendo desativados por literal crise de energia.

Como os núcleos ativos conseguem gerar centenas de vezes mais energia que toda uma galáxia, com um volume bilhões de vezes menor, é ainda mistério. Uma das teorias mais aceitas atualmente propõe que toda essa energia vem das nuvens de gás que giram em redemoinho, atraídas pela imensa força de gravidade de um buraco negro com milhões de massas solares. A idéia é fascinante: os corpos mais luminosos do Universo seriam acesos justamente pelos objetos mais escuros que se conhecem. Apesar de dar uma boa explicação sobre os chafarizes de luz (jatos cósmicos) que saem de alguns núcleos ativos e justificar a quantidade de energia gerada nessas regiões, esta teoria não consegue, entretanto, explicar em detalhes a luz síncroton emitida.

No início dos anos 80, um grupo de pesquisadores liderados por Roberto Terlevich, da Universidade de Cambridge, Inglaterra, retomou uma antiga teoria, abandonada havia vinte anos. Ela se baseava na primeira idéia surgida para explicar os quasares e outros núcleos ativos: a explosão de supernovas. Esses núcleos seriam regiões de formação estelar violenta – ninhos onde nascem simultaneamente milhares de estrelas de grande massa. O núcleo entraria em atividade quando essas estrelas começam a explodir na forma de supernovas.

Mas, como a teoria dos buracos negros, esta também tem suas falhas: não explica, por exemplo, os jatos cósmicos presentes em alguns núcleos ativos nem a luz síncroton por eles gerada. A grande vantagem da teoria de Terlevich é dar uma explicação interessante para os Qs: eles seriam produzidos pela formação estelar explosiva, dentro das galáxias elípticas. Isso resolveria outro problema importante, que é a presença de ferro nos Qs: a explosão de supernovas seria a única maneira de se formar esse elemento ainda na infância do Universo.

Em vez da tradicional troca de uma teoria antiga por outra, mais nova, os pesquisadores, neste caso, estão chegando a um consenso: uma parte dos núcleos ativos seria gerada por buracos negros supermassivos e outra, por explosões de supernovas. Apesar das dúvidas, já se sabe que essas verdadeiras fornalhas energéticas podem ser reavivadas, de repente, por uma espécie de trombada cósmica.

Os astrônomos brasileiros João Steiner e Sofia Stopoulos, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), em São José dos Campos, Estado de São Paulo, descobriram que um núcleo desativado pode rejuvenescer quando a galáxia que o hospeda aproxima-se de outra, a menos de 1,3 milhão de anos-luz. Nesse momento, a força de maré, gerada pela interação das estrelas das duas galáxias, joga torrentes de gás para as regiões centrais da hospedeira, fornecendo o combustível necessário para a reativação do núcleo.

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