TOMO IX - AS GALAXIAS

AS USINAS DE MATÉRIA 

Galaxia primordial, com milhões de anos luz de diâmetro, em comparação com a atividade atual em media de supernova por ano nos céus, pareceriam um pinheiro natalino.

A cerca de 13 bilhões de anos, o universo se organizou, os objetos interestelares imensos se organizaram em certos pontos enquanto outros ficavam vazios.
Se formou gigantescas nuvens que começaram a se apinhar de pontos luminosos. Uns atraídos como as primeiras estrelas, outros convulsionando intestinalmente no amago das nuvens colossais.

Como aconteceu com estas nuvens de hidrogênio monstruosas quando se aglutinarem da macro nuvem primordial, a matéria interestelar  interna começou a se aglutinar em densas nuvens, formando nebulosas futuro berçário estelar para as futuras estrelas de segunda geração.

AS PRIMEIRAS GALÁXIAS

A descoberta faz UDFy-38135539 a primeira galáxia conhecida observado durante a época da reonização.

O astrônomo Brant Robertson, comentando o estudo, afirmou que a galáxia "existiu em um momento muito especial na história cósmica, quando as propriedades do gás no universo estavam mudando rapidamente, e, portanto, está galáxia e outros como ela podem nos ensinar muito sobre a história do universo”.

 

IC 1101 tem um diâmetro de 6 milhões de anos-luz

As primeiras galáxias cresceram devido a abundância de matéria, elas eram verdadeiros monstros, pequenos universos a parte se comparadas a nossa própria galáxia que não é uma das menores, muito pelo contrário em nosso grupo de galáxias somente Andrômeda é maior! Fora localizada uma que faz parte destes representantes das origens da criação a supergaláxia IC 1101.

A galáxia IC1101 tem um diâmetro de 6 milhões de anos-luz e uma massa de cerca de 100 trilhões de estrelas. É quase 50 vezes o tamanho da nossa própria Via Láctea (que possui  "apenas" 100 mil anos-luz de diâmetro) e 2000 vezes mais massiva. 

Se nossa galáxia fosse substituído por  esta supergigante, a área ocupada  iria engolir as duas nuvens de Magalhães, a galáxia de Andrômeda, a galáxia do Triângulo, e quase todo o espaço entre elas. 

Devido a enorme massa das galaxias primordiais bem como seu " metabolismo"químico acelerado pela grande quantidade de estrelas se formando e colapsando, principalmente nas zonas centrais milhares de milhões de buracos negros começaram a se formar e  se atraírem mutuamente criando um fenômeno magnifico que veremos as seguir.

CONSTITUIÇÃO GALÁTICA 

AS NEBULOSAS

Nebulosa é uma nuvem de poeira e gás dispersas pelo interior de uma galáxia são observáveis por reflexão da luz de estrelas situadas em seu interior; por emissão, quando as estrelas jovens ao seu redor estimulam sua composição de gás interior; e as escuras, quando as luzes das estrelas situadas atrás de uma nebulosa só lhe permitem ver o contorno.

Dois tipos de nebulosas são frutos de estrelas agonizantes, as planetárias, invólucros de gás remanescentes de um núcleo estelar agonizante; as oriundas do gás em expansão fruto da explosão de uma supernova.

Resto da supernova de Vela.

Nebulosas cósmicas ricas em hidrogênio

Cabeça de cavalo é uma nebulosa escura, onde a luz das estrelas vizinhas é bloqueada pela massa gasosa.

Gpn9381

 

 Gpn921 uma nebulosa planetária.

O espaço interestelar é rico em nuvens de gás e poeira - misturas dos elementos primordiais, hidrogênio e hélio, e de outros mais pesados formados nas primeiras gerações de estrelas. Quando estas estrelas antigas chegavam ao fim da vida, espalhavam os seus restos pelo espaço. 

Nebulosas proto-estelares

Há dois tipos de nuvens proto-estelares escuras - grandes e irregulares - Objetos de Barnard, com dezenas de anos-luz de diâmetro, ou menores e esféricos- Glóbulos de Bok.  Quando qualquer destes tipos de nuvens começa a colapsar, fragmentam-se em aglomerados menores. Estes aglomerados, várias vezes maiores que o Sistema Solar, será as sementes de estrelas individuais. A massa do material contido nestas proto-estrelas varia bastante, podendo dar origem desde uma simples anã até a uma maciça gigante.

Num destes bolsões heterogênicos de matéria devido à ação gravitacional começou a se agrupar, passados alguns milhões de anos neste centro gasoso se ativa uma estrela, azulada de grandes dimensões, que termina por vez assimilar toda a matéria a sua volta.

 buracos negros supermassivos 

Quasar: um buraco negro supermassivo em atividade. Crédito © NASA Education and Public Outreach / Aurore Simonnet.

Com a captura gravitacional do núcleo colapsado das primeiras estrelas e o das inúmeras supernovas que ofuscavam o interior das primeiras galaxias, seus cernes acabavam se juntando no amago das gigantes estelares. 
Em geral, os primeiros  buracos negros gigantes tiveram um crescimento rápido, nas primeiras eras após o Big Bang. As galáxias no Universo, incluindo a Via Láctea, hospedam buracos negros supermassivos, que varia em massa desde um milhão até 10 bilhões de vezes a massa do nosso Sol. Para encontrá-los, os astrônomos procuram por enormes quantidades de radiação emitidas pelo gás que cai em tais objetos durante o período em que os buracos negros permanecem ativos, ou seja, sofrendo acrescimento de matéria. O gás que cai nos buracos negros supermassivos é o principal responsável pelo seu crescimento efetivo.

Os resíduos das primeiras estrelas supermassivas, das centrais galácticas geraram outras estrelas gigantes, mas não tão maciças a ponto de quando morressem vaporizassem o seu núcleo estelar. Os primeiros buracos negros eram gigantes, pois pela proximidade dos pequenos uns dos outros, acabariam se fundindo em um único monstro, este que passaria por incorporar a matéria primordial e ainda abundante do núcleo das primeiras galáxias. 

Ao capturarem pela ação gravitacional a matéria ao seu redor terminariam destrocando-a, e como efeito gerando jatos de energia que se espalhava por centenas a milhares de anos luz. Está fora a possível origem das primeiras formas conhecidas do universo os Quasares.

QUASARES

Os quasares (quase estelar) geram curiosidade e fascínio da época da formação do nosso universo. Olhando na direção da constelação de virgem no coração da galáxia M087 mostra enormes jatos cósmicos ejetados de um formidável disco de poeira que é o gás de estrelas destrocadas. O causador desta destruição dantesca seria um gigantesco buraco negro que concentra a massa de 05 bilhões de sóis numa área extremamente pequena no interior do centro galáctico.

O primeiro Quasar descoberto o 3C-273 no comprimento de onda dos raios X. Os pontos menores da imagem representam o pano de fundo de nossa galáctica e mais adiante.

Imagem do quasar mais distante conhecido. O ponto vermelho ao centro da foto é o quasar ULAS J1120+0641. Crédito: ESO/UKIDSS/SDSS

Os quasares são na realidade galáxias ativas muito distantes e extremamente brilhantes cuja luminosidade é fomentada principalmente por vorazes buracos negros supermassivos residentes em seu centro. Seu brilho descomunal os transforma em poderosos faróis que nos informam sobre a época do Universo onde se formaram as primeiras estrelas e galáxias.

Jato de matéria da galáxia M87 foto Hubble

Imagem do jato relativístico da galáxia ativa M87 capturada pelo telescópio espacial Hubble. A galáxia ativa elíptica gigante M87 emite um jato de 5.000 anos-luz de comprimento que pode ser observado nos comprimentos de onda da luz visível. As primeiras observações se deram ao verificar estrelas de pouco brilho azulado no céu noturno, e fora detectado uma forte fonte de rádio. Ao se analisar seu espectro verificou-se que eram corpos potentes e remotos, hoje se acredita que o quasar fora o núcleo de uma galáxia excepcionalmente ativa, de gigantesca luminosidade. O quasar 0053-2803, descoberto em 1986 está a mais e 13 bilhões de anos luz, e a uma velocidade de afastamento com cerca de 90% ao da luz.

Painel com imagens compostas das galáxias do aglomerado Abell 644 (à esquerda) e da galáxia SDSS J1021+131 estudados pela pesquisa ChaMP do observatório espacial de raios-X Chandra. Ambos possuem núcleos galácticos ativos onde atuam superburacos negros. Créditos: raios-X - NASA/CXC/Northwestern Univ/D.Haggard et al.; ótico - SDSS.

Os quasares se encontram no limbo do universo observável, as galáxias típicas só são visíveis até cerca de 10 a 12 bilhões de anos luz após, entre 12 e 15 bilhões de anos luz, somente os quasares.

Quasar ULAS J1120+0641-

Concepção artística de um Quasar. Crédito: ESO/M. Kornmesser

Grupo multinacional de astrônomos do ESO (Observatório Meridional Europeu) localizou e estudou o quasar mais distante conhecido. Este ultra luminoso farol cósmico, é movido por um buraco negro supermassivo com uma massa equivalente dois bilhões de vezes a do nosso Sol, passa a ser considerado sem dúvida como o objeto mais brilhante do Universo primitivo. Uma massa tão elevada é difícil de explicar em uma época tão primitiva do Universo. As teorias correntes para o crescimento de buracos negros de massa extremamente elevada sugerem um aumento lento da massa à medida que o objeto compacto atrai ferozmente a matéria do seu meio circundante. Este quasar encontra-se tão afastado que a sua radiação é proveniente da última fase da era da reonização.

A radiação emitida pelo Quasar ULAS J1120+0641 levou 12,9 bilhões de anos para chegar aos nossos olhos através dos poderosos telescópios situados sobre a Terra, nos permite observar a imagem do quasar quando o Universo tinha apenas 770 milhões de anos de idade. Durante estes 12,9 bilhões de anos o Universo expandiu-se e, devido ao efeito Doppler sobre as ondas da radiação emitida pelo quasar, à luz oriunda do mesmo foi esticada, pois esta longínqua galáxia ativa está se afastando a velocidade próxima a da luz da nossa galáxia.

Embora objetos mais distantes que o quasar ULAS J1120+0641 já tenham sido observados (tais como a explosão de raios gama GRB 090423 o objeto mais distante no Universo visível, e o ESO usam o Very Large Telescope para investigar a galáxia mais distante conhecida, este novo quasar é centenas de vezes mais brilhantes que estes objetos distantes. Entre os objetos mais brilhantes que permitem estudos em maior nível de detalhe, este quasar é claramente o mais distante.

Primeiras formas galácticas

Galáxia Seyfert  NGC1566

Foram os Quasares as primeiras formas galácticas visíveis, temos as galaxias ativas de Seyfert que emitem radiação intensa proveniente do seu compacto núcleo galático e as radiogaláxias que como as Seyfert emitem radiação intensa do núcleo e também dos seus enormes lobos laterais.

O nucleo das galáxias Seyfert é bastante ativo, provavelmente por conter buracos negros anormalmente grandes com núcleos de devastação. Os quasares poderiam ser galáxias de Seyfer grandes e brilhantes só que oriundas de bilhões de anos atrás.

NGC 5128: Galáxia ativa Centaurus A

Radio galáxia de Centaurus

Uma das galáxias ativas mais próximas da Terra é Centaurus A, uma excelente fonte de estudos e laboratório para os cientistas estudarem fontes de alta energia. Créditos: NASA/ESA/Hubble/NOAO.

A região central da rádio galáxia ativa Centaurus A hospeda um fantástico conjunto de aglomerados estelares azulados recém formados, gigantescas nuvens de gás brilhante e imponentes raias enegrecidas de poeira cósmica.

Este mosaico composto de imagens capturadas pelo Telescópico Hubble tomadas em azul, verde e vermelho foi processado para apresentar tonalidades as mais naturais possíveis, com o objetivo de fornecer uma visão realista deste turbilhão cósmico.

Os Blazares e os jatos relativísticos

Jatos polares são frequentemente encontrados em torno de objetos cósmicos com discos de acresção em rotação. Nós observamos a presença dos jatos tanto em estrelas recém nascidas como nos mortos pulsares (estrelas de nêutrons). Contudo, os jatos polares mais poderosos são os originados pelos discos de acresção ao redor dos buracos negros, sejam eles os de massa estelar (os micro quasares) ou os supermassivos encontrados nos núcleos galácticos. No último caso, os jatos emergem das galáxias ativas, tais como os quasares. Quando os jatos das galáxias ativas estão orientados na direção da Terra, estas são chamadas de Blazares.

NOTA AO LEITOR

MEDIDAS ASTRONÔMICAS

Os astrônomos medem distancias em nível de sistema solar e extra sistema solar de formas diferentes.

Dentro do sistema solar podemos falar em UA ou unidade astronômica, que tem o valor em km de 150 milhões de km, ou mais precisamente a distancia media da Terra ao Sol.

A velocidade da luz é de 299.800 km/s ou um pouco menos que a terra á Lua em 01 segundo. As estrelas estão obviamente a distâncias bem maiores que segundo ou horas luz, falamos aqui em anos luz ou aproximadamente 9,46 trilhões de km.

A medida mais usada pelos astrônomos são os Parsec, um Parsec equivale a pouco mais de 30 trilhões de km. Para as distancias maiores que os da nossa galáxia se acrescentam o Mpc ou mega (milhões) parsec e os Gpc que significa giga (bilhões) parsec.