Um poderoso ‘laser espacial’ foi detectado sendo disparado do espaço profundo

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Os retículos vermelhos indicam a galáxia hospedeira de Nkalakatha. Crédito: ICRAR.

Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

Uma poderosa luz laser de comprimento de onda de rádio foi detectada emanando da maior distância até agora no espaço profundo.

É um tipo de objeto cósmico sem massa chamado megamaser, e sua luz viajou por inacreditáveis 5 bilhões de anos-luz para chegar até nós aqui na Terra. Os astrônomos que o descobriram usando o radiotelescópio MeerKAT na África do Sul o chamaram de Nkalakatha – uma palavra isiZulu que significa “grande chefe”.

A descoberta foi aceita no The Astrophysical Journal Letters e está disponível no servidor de pré-publicação arXiv.

“É impressionante que, com apenas uma única noite de observações, já tenhamos encontrado um megamaser que quebrou recordes”, disse o astrônomo Marcin Glowacki, da Universidade Curtin e do Centro Internacional de Pesquisa em Radioastronomia (ICRAR) na Austrália. “Isso mostra o quão bom é o telescópio”.

Um maser é o equivalente de micro-ondas de um laser (amplificação de luz por emissão estimulada de radiação, em inglês). Em vez de emitir luz visível, um maser emite comprimentos de onda de micro-ondas e rádio que são estimulados e amplificados. Para uma radiação astrofísica, os processos que amplificam a luz são cósmicos; planetas, cometas, nuvens e estrelas podem produzir masers.

Como você deve ter adivinhado, um megamaser é, portanto, um maser com algum poder sério. Geralmente essas emissões são produzidas por um objeto que está com um poder absolutamente avassalador; por exemplo, buracos negros supermassivos ativos podem produzir megamasers.

Quando os dados chegaram da primeira noite de uma pesquisa planejada para 3.000 horas, Glowacki e sua equipe encontraram a assinatura de um tipo muito específico de megamaser, brilhante em comprimentos de onda amplificados por moléculas de hidroxila estimuladas, consistindo em um átomo de hidrogênio e um átomo de oxigênio.

Os megamasers de hidroxila têm um mecanismo de produção conhecido. Eles são emitidos por galáxias que estão em processo de, ou sofreram recentemente, uma colisão com outra galáxia e, como resultado, estão tendo um boom de formação de estrelas. As interações gravitacionais de um encontro tão massivo comprimem o gás formador de estrelas, fazendo com que ele colapse em estrelas bebês a uma taxa tremenda.

A fonte do megamaser detectado por Glowacki e seus colegas é apenas isso, uma galáxia chamada WISEA J033046.26−275518.3 – agora conhecida como Nkalakatha.

“Quando duas galáxias como a Via Láctea e a Galáxia de Andrômeda colidem, feixes de luz são disparados da colisão e podem ser vistos a distâncias cosmológicas”, disse o astrofísico Jeremy Darling, da Universidade do Colorado (EUA). “Os megamasers de hidroxila agem como luzes brilhantes que dizem: aqui está uma colisão de galáxias que está criando novas estrelas e alimentando buracos negros massivos”.

O levantamento do MeerKAT não foi projetado para procurar megamasers. Ele se chama Looking at the Distant Universe with the Meerkat Array (LADUMA – Olhando para o Universo Distante com a Matriz do Meerkat, na tradução livre), e está procurando um comprimento de onda de 21 centímetros emitido por hidrogênio neutro no início do Universo, esticado (desvio para o vermelho) pela expansão do Universo.

Os comprimentos de onda de um megamaser de hidroxila são, no entanto, 18 centímetros; quando eles são desviados para o vermelho, eles são ainda mais longos, e esse sinal desviado para o vermelho estava dentro do alcance detectável pelo conjunto de telescópios.

Como a região do céu foi extensivamente observada em outros comprimentos de onda, rastrear o sinal até uma galáxia hospedeira foi bastante simples. Nkalakatha é brilhante em comprimentos de onda infravermelhos e tem uma longa cauda de um lado que brilha intensamente no rádio, provavelmente como resultado de ser puxada pela interação gravitacional entre as duas galáxias agora fundidas.

A equipe já planejou observações de acompanhamento do objeto fascinante e espera encontrar muitos outros megamasers à medida que a pesquisa continua.

“O MeerKAT provavelmente dobrará o número conhecido desses fenômenos raros”, disse Darling. “Acreditava-se que as galáxias se fundiam com mais frequência no passado, e os recém-descobertos megamasers de hidroxila nos permitirão testar essa hipótese”.

A pesquisa foi aceita no The Astrophysical Journal Letters e está disponível no arXiv.