NGC 4151 é uma galáxia espiral localizada a cerca de 62 milhões de anos-luz de distância, na constelação norte de Canes Venatici.
O conceito deste artista mostra as possíveis localizações do ferro reveladas no espectro de raios X do XRISM de NGC 4151. Crédito da imagem: Conceptual Image Lab, Goddard Space Flight Center da NASA.
A Missão de Imagem e Espectroscopia de Raios-X (XRISM) — uma colaboração entre a JAXA e a NASA, com participação significativa da ESA — decolou do Centro Espacial Tanegashima, no Japão, em 6 de setembro de 2023.
Depois de iniciar as operações científicas em fevereiro de 2024, a sonda concentrou-se no buraco negro supermassivo no centro da NGC 4151.
“O instrumento Resolve do XRISM capturou um espectro detalhado da área ao redor do buraco negro”, disse o Dr. Brian Williams, pesquisador do Goddard Space Flight Center da NASA.
“Os altos e baixos são como impressões digitais químicas que podem nos dizer quais elementos estão presentes e revelar pistas sobre o destino da matéria à medida que ela se aproxima do buraco negro.”
O buraco negro supermassivo da NGC 4151 tem mais de 20 milhões de vezes a massa do Sol.
A galáxia também está ativa, o que significa que seu centro é incomumente brilhante e variável.
O gás e a poeira girando em direção ao buraco negro formam um disco de acreção ao seu redor e aquecem através de forças gravitacionais e de fricção, criando a variabilidade.
Parte da matéria à beira do buraco negro forma jatos gêmeos de partículas que saem de cada lado do disco quase à velocidade da luz.
Uma nuvem de material em forma de donut chamada toro envolve o disco de acreção.
O instrumento Resolve do XRISM capturou dados do centro de NGC 4151. O espectro resultante revela a presença de ferro no pico em torno de 6,5 keV e nas quedas em torno de 7 keV, luz milhares de vezes mais energética do que nossos olhos podem ver. Crédito da imagem: JAXA/NASA/XRISM Resolve/CXC/CfA/Wang et al. / Grupo de Telescópios Isaac Newton, La Palma / Telescópio Jacobus Kapteyn / NSF / NRAO / VLA.
“Na verdade, NGC 4151 é uma das galáxias ativas mais próximas conhecidas”, disseram o Dr. Williams e os seus colegas.
“Outras missões, incluindo o Observatório de Raios-X Chandra da NASA e o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, estudaram-no para aprender mais sobre a interacção entre buracos negros e os seus arredores, o que pode dizer aos cientistas como os buracos negros supermassivos em centros galácticos crescem sobre o espaço cósmico. tempo.”
“A galáxia é extraordinariamente brilhante em raios X, o que a tornou um alvo inicial ideal para o XRISM.”
“O espectro do NGC 4151 do Resolve revela um pico acentuado em energias pouco abaixo de 6,5 keV – uma linha de emissão de ferro.”
Os astrónomos pensam que grande parte do poder das galáxias activas provém dos raios X originados em regiões quentes e escaldantes perto do buraco negro.
Os raios X refletidos no gás mais frio no disco fazem com que o ferro fique fluorescente, produzindo um pico específico de raios X.
Isto permite-lhes pintar uma imagem melhor do disco e das regiões em erupção muito mais próximas do buraco negro.
“O espectro também mostra várias quedas em torno de 7 keV”, disseram os astrônomos.
“O ferro localizado no toro também causou essas quedas, embora por absorção de raios X, e não por emissão, porque o material ali é muito mais frio do que no disco.”
“Toda esta radiação é cerca de 2.500 vezes mais energética do que a luz que podemos ver com os nossos olhos.”
“O ferro é apenas um elemento que o XRISM pode detectar. O telescópio também pode detectar enxofre, cálcio, argônio e outros, dependendo da fonte.”
“Cada um nos diz algo diferente sobre os fenômenos cósmicos espalhados pelo céu de raios X.”
