Usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e o Telescópio Subaru, astrônomos descobriram um par de galáxias ricas em gás em fusão que existiram há 12,8 bilhões de anos. Essas galáxias, hospedando quasares tênues em seus centros, podem ser os ancestrais dos quasares mais brilhantes e massivos do Universo primitivo.
Impressão artística dos quasares HSC J121503.42-014858.7 e HSC J121503.55-014859.3. Crédito da imagem: Izumi e outros., dois: 10.3847/1538-4357/ad57c6.
Quasares são objetos brilhantes alimentados por matéria que cai em um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia no Universo primitivo.
A teoria mais aceita é que quando duas galáxias ricas em gás se fundem para formar uma única galáxia maior, a interação gravitacional das duas galáxias faz com que o gás caia em direção ao buraco negro supermassivo em uma ou ambas as galáxias, causando atividade de quasar.
Para testar essa teoria, o Dr. Takuma Izumi, do Observatório Astronômico Nacional do Japão, usou o ALMA para estudar o primeiro par conhecido de quasares próximos.
Rotulados como HSC J121503.42-014858.7 e HSC J121503.55-014859.3, esses quasares foram descobertos pela Hyper Suprime-Cam no Telescópio Subaru.
Esses objetos são muito tênues — cerca de 10 a 100 vezes mais tênues que quasares de alta luminosidade no mesmo desvio para o vermelho.
“Localizado a aproximadamente 12,8 bilhões de anos-luz de distância, correspondendo à era do ‘Amanhecer Cósmico’, quando o Universo tinha apenas 900 milhões de anos, este é o registro mais distante desse par de quasares”, disseram os astrônomos.
“Devido à sua fraqueza, pensamos que esses objetos estavam no estágio de pré-fusão, antes do rápido crescimento dos buracos negros supermassivos.”
“No entanto, observações com o Telescópio Subaru só puderam fornecer informações sobre os buracos negros supermassivos centrais, deixando sem resposta se as galáxias hospedeiras estavam destinadas a se fundir e eventualmente se transformar em quasares de alta luminosidade.”
“Como próximo passo, conduzimos observações das galáxias hospedeiras desses pares de quasares usando o radiotelescópio ALMA.”
“Os resultados foram surpreendentes: a distribuição da matéria interestelar observada e a natureza do seu movimento indicaram que essas galáxias estavam interagindo.”
“Eles estão, sem dúvida, a caminho de se fundirem em uma única galáxia em breve.”
“Além disso, cálculos dos dados observacionais revelaram que a massa total de gás nessas galáxias (cerca de 100 bilhões de vezes a massa do Sol) é comparável ou até mais significativa do que as massas de gás das galáxias hospedeiras da maioria dos quasares de alta luminosidade, cujos núcleos são extraordinariamente brilhantes.”
“Com essa tremenda quantidade de material, a formação explosiva de estrelas pós-fusão e o abastecimento de buracos negros supermassivos devem ser facilmente desencadeados e sustentados.”
“Portanto, essas descobertas representam uma conquista significativa na identificação dos ancestrais dos quasares de alta luminosidade — os objetos celestes mais brilhantes do Universo primitivo — e das galáxias starburst de múltiplas perspectivas, incluindo a estrutura da galáxia, o movimento e a quantidade de matéria interestelar.”
O descobertas aparecer no Revista Astrofísica.
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Takuma Izumi e outros. 2024. Fusão de galáxias ricas em gás que abrigam quasares gêmeos de baixa luminosidade em z = 6,05: um progenitor promissor dos quasares mais luminosos. ApJ 972, 116; dois: 10.3847/1538-4357/ad57c6
