(NASA / ESA / Hubble Heritage / colaboração Hubble / A. Evans / Universidade da Virgínia / NRAO / Stony Brook University)
Em uma galáxia selvagem a mais de meio bilhão de anos-luz de distância, os astrônomos detectaram oxigênio molecular. É apenas a terceira detecção desse tipo fora do Sistema Solar - e a primeira fora da Via Láctea.
O oxigênio é o terceiro elemento mais abundante no Universo, atrás do hidrogênio (naturalmente) e do hélio. Portanto, sua química e abundância em nuvens interestelares são importantes para a compreensão do papel do gás molecular nas galáxias.
Os astrônomos pesquisaram oxigênio repetidamente, usando radio astronomia milimétrica , que detecta os comprimentos de onda do rádio emitidos pelas moléculas; e espectroscopia, que analisa o espectro para procurar comprimentos de onda absorvidos ou emitidos por moléculas específicas.
Mas essas pesquisas revelaram uma desconcertante falta de moléculas de oxigênio. O que significa que "ainda falta uma imagem abrangente da química do oxigênio em diferentes ambientes interestelares", escreveu uma equipe de astrônomos liderada por Junzhi Wang, da Academia Chinesa de Ciências, em um novo artigo.
Um local em que o oxigênio molecular foi detectado é a nebulosa de Orion ; foi levantada a hipótese de que, no espaço, o oxigênio está ligado ao hidrogênio na forma de gelo d'água, que se agarra aos grãos de poeira.
Mas a nebulosa Orion é um viveiro estelar, e é possível que a intensa radiação de estrelas jovens muito quentes choque o gelo da água em sublimação e divida as moléculas, liberando oxigênio.
O que nos leva a uma galáxia chamada Markarian 231.
O Markarian 231 é especial. Está a 561 milhões de anos-luz de distância e alimentado por um quasar. Esse é um núcleo galáctico extremamente luminoso com um buraco negro supermassivo ativo no centro. Eles são os objetos mais brilhantes do Universo, e o Markarian 231 contém o quasar mais próximo da Terra.
De fato, os astrônomos acham que o Markarian 231 pode ter dois buracos negros supermassivos ativos no centro, girando um ao outro em um ritmo furioso .
Um núcleo galáctico ativo gera saídas moleculares, produzindo choques contínuos do tipo que podem liberar oxigênio da água em nuvens moleculares. As saídas moleculares no Markarian 231 são de velocidade particularmente alta, então Wang e seus colegas procuraram oxigênio.
Usando o radiotelescópio IRAM de 30 metros na Espanha, eles fizeram observações da galáxia por quatro dias em vários comprimentos de onda. Nesses dados, eles encontraram a assinatura espectral do oxigênio, de acordo com a hipótese do choque.
"Com observações profundas em relação ao Markarian 231 usando o telescópio IRAM de 30 metros e o NOEMA, detectamos emissão [de oxigênio molecular] em [uma] galáxia externa pela primeira vez", escreveram os pesquisadores em seu artigo .
"O detectado S 2 de emissão situa-se nas regiões de cerca de 10 KPC (32,615 anos-luz) de distância a partir do centro de Markarian 231 e pode ser causado pela interacção entre o fluxo de saída dirigido-núcleo galáctico activo molecular e o disco exterior nuvens moleculares."
As medidas da equipe revelaram que a abundância de oxigênio em comparação ao hidrogênio era cerca de 100 vezes maior que a encontrada na nebulosa de Orion, de modo que a galáxia poderia estar passando por uma versão mais intensa do mesmo processo de divisão de moléculas.
Como Markarian é uma galáxia de explosão estelar, passando por furiosa formação estelar, isso pode ser possível. Apenas uma região da galáxia está formando novas estrelas a uma taxa de mais de 100 massas solares por ano. A Via Láctea, por outro lado, é bastante tranquila, com uma taxa de formação estelar de cerca de 1 a duas massas solares .
Por outro lado, esses achados também podem significar que mais observações precisam ser feitas para confirmar que os astrônomos estão corretos ao interpretar seus resultados como oxigênio.
Se os resultados persistirem, o fenômeno pode ser usado para entender mais sobre o oxigênio molecular nas galáxias e o fluxo molecular de um núcleo galáctico ativo, disseram os pesquisadores.
"Essa primeira detecção de oxigênio molecular extragalático fornece uma ferramenta ideal para estudar as saídas moleculares ativas dirigidas por núcleos galácticos em escalas de tempo dinâmicas de dezenas de megayears", escreveram eles.
"O 2 pode ser um refrigerante significativo para gases moleculares nessas regiões afetadas por saídas ativas do núcleo galáctico".
A pesquisa foi publicada no The Astrophysical Journal .
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