A fusão galáctica distorce os campos magnéticos

Imagem composta de Centaurus A sem as linhas de fluxo observadas por SOFIA. A imagem foi obtida em comprimentos de onda visíveis e submilimétricos pelo European Southern Observatory e Atacama Pathfinder Experiment (laranja), comprimentos de onda de raios-X do observatório Chandra X-Ray (azul) e infravermelho do Telescópio Espacial Spitzer (vermelho escuro). Créditos: Óptico: Wide Field Imager do European Southern Observatory (ESO); Submilímetro: Instituto Max Planck de Radioastronomia / ESO / Atacama Pathfinder Experiment (APEX) /A.Weiss et al; Raios-X e infravermelho: NASA / Chandra / R. Kraft; JPL-Caltech / J. Keene

Uma das galáxias mais brilhantes do céu noturno, Centaurus A, é bem conhecida por sua forma distinta em “S”. Acredita-se que essa forma seja o resultado de um choque entre uma galáxia espiral e uma galáxia elíptica há cerca de 100 milhões de anos.

Agora, pela primeira vez, os cientistas mapearam os campos magnéticos invisíveis que pulsam através da Centaurus A usando luz infravermelha. Os resultados mostram como a fusão das duas galáxias originais criou uma galáxia nova, remodelada e contorcida que não apenas combinou os campos magnéticos das duas galáxias, mas amplificou suas forças.

As novas observações, feitas com o Observatório Estratosférico de Astronomia Infravermelha da NASA, SOFIA, fornecem novos insights sobre como o universo primitivo pode ter sido moldado por fusões galácticas sob a influência de seus campos magnéticos sobrecarregados. Os resultados foram publicados recentemente na Nature Astronomy.

“Os campos magnéticos foram a chave para moldar o universo primitivo, mas eles não começaram como as forças que conhecemos hoje; de alguma forma, eles ficaram mais fortes com o tempo”, disse o Dr. Enrique Lopez-Rodriguez, um cientista pesquisador do Instituto Stanford Kavli de Astrofísica e Cosmologia de Partículas em Stanford, Califórnia. “As fusões galácticas parecem ser um dos mecanismos de fortalecimento.”

Por ser relativamente próximo para os padrões intergalácticos, a 13 milhões de anos-luz de distância, a Centaurus A é um bom candidato para estudar fusões galácticas. A nova visão dos campos magnéticos em grande escala, que se estendem por 1.600 anos-luz, descobriu-se que eles correm paralelos às faixas de poeira que são remanescentes da galáxia espiral original.

No entanto, mais perto do meio do disco galáctico a história é diferente.

Conforme a colisão galáctica desencadeou uma explosão de formação de estrelas e remodelou a galáxia espiral original, esses efeitos, combinados com as forças gravitacionais, distorceram os campos magnéticos de menor escala, torcendo-os e amplificando-os. Processos de fusão semelhantes no início do universo podem ter transformado campos magnéticos primordiais relativamente fracos nas poderosas forças observadas hoje que afetam o modo como as galáxias e estrelas são criadas.

Cientistas que usam o SOFIA, um projeto conjunto da NASA e do Centro Aeroespacial Alemão, descobriram anteriormente que os campos magnéticos estão intimamente alinhados com a estrutura de uma galáxia espiral e também podem ser interrompidos por interações com uma galáxia vizinha. Mas os pesquisadores não tinham certeza do que aconteceria com os campos magnéticos após uma fusão em uma galáxia com um buraco negro ativo em seu núcleo.

Imagem composta de Centaurus A. Os campos magnéticos observados por SOFIA são mostrados como linhas de corrente sobre uma imagem da galáxia obtida em comprimentos de onda visíveis e submilimétricos pelo European Southern Observatory e Atacama Pathfinder Experiment (laranja), raios-X comprimentos de onda do Chandra X-Ray observatório (azul) e infravermelho do Telescópio Espacial Spitzer (vermelho escuro). Os campos magnéticos em grande escala, ao longo de 1.600 anos-luz, são paralelos às faixas de poeira vistas na luz visível e em outros comprimentos de onda. No entanto, os campos aparecem torcidos e distorcidos perto do meio. A torção é um resquício do campo magnético em forma de espiral de uma das galáxias originais, enquanto o buraco negro supermassivo ativo em seu núcleo aumenta as distorções. Créditos: Óptico: Wide Field Imager do European Southern Observatory (ESO); Submilímetro: Instituto Max Planck de Radioastronomia / ESO / Atacama Pathfinder Experiment (APEX) /A.Weiss et al .; Raios-X e infravermelho: NASA / Chandra / R. Kraft; JPL-Caltech / J. Keene; SOFIA / L. Proudfit

O buraco negro supermassivo ativo de Centaurus A parece estar contribuindo para a desordem. É necessária uma análise mais aprofundada para aprender sobre o campo magnético ao seu redor.

“Os campos magnéticos ao redor do buraco negro central são muito complexos, mas sabemos que eles podem afetar o material que flui para buracos negros ativos em outras galáxias”, disse Lopez-Rodriquez. “Pretendemos gastar mais tempo focando nossa análise apenas nos campos magnéticos ao redor do buraco negro central.”

Esta análise de campos magnéticos será adicionada às próximas observações do Telescópio Espacial James Webb da NASA, que estudará o que está acontecendo nas profundezas do núcleo da galáxia, incluindo a atividade do buraco negro. Os cientistas descobriram anteriormente que os campos magnéticos podem ajudar a alimentar buracos negros ativos, portanto, saber se esse fenômeno está ocorrendo em Centaurus A, além de ter uma visão detalhada do material caindo em direção ao buraco negro do Webb, dará aos cientistas uma compreensão mais abrangente dessa galáxia incomum.

- SOFIA é um projeto conjunto da NASA e do Centro Aeroespacial Alemão. O Ames Research Center da NASA no Vale do Silício da Califórnia gerencia o programa SOFIA, a ciência e as operações de missão em cooperação com a Universities Space Research Association, sediada em Columbia, Maryland, e o German SOFIA Institute na Universidade de Stuttgart. A aeronave é mantida e operada pelo Armstrong Flight Research Center Building 703 da NASA, em Palmdale, Califórnia.

Fonte: NASA