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Galáxias "Barulhentas"

Existem galáxias que emitem, da região central, quantidades de energia enormes, por processos diferentes dos envolvidos nas estrelas (i.e. termonucleares). Estas galáxias são genericamente designadas por Núcleos Galácticos Activos (NGAs). O seu número é relativamente pequeno: apenas 1% das galáxias no Universo são activas.

Esta classe de objectos foi proposta pela primeira vez nos anos 40, por Carl Seyfert, na sequência da descoberta de objectos que opticamente pareciam galáxias espirais normais, mas que emitiam riscas de emissão extremamente largas. Nas décadas seguintes, outros objectos extragalácticos com propriedades muito extremas em uma (ou mais) das bandas do espectro electromagnéctico foram descobertos. Por exemplo, os enigmáticos objectos de aparência estelar cuja emissão no rádio era muito diferente da emitida por estrelas: os Quasi-Stellar Objects ou QSOs.

Hoje sabemos que existem dois "sabores" de NGAs: os que emitem grandes quantidades de energia na banda do rádio, denominados rádio-fortes ou rádio "barulhentos", e os NGAs que emitem fracamente na banda do rádio, os rádio-fracos. Os NGAs são maioritariamente constituídos por objectos rádio-fracos; apenas 1% dos NGAs são rádio "barulhentos". A luminosidade no rádio dos NGAs "barulhentos" pode ser 100 a 1000 vezes superior à rádio-luminosidade de uma galáxia normal. Este é o caso dos Quasars: são NGAs barulhentos que vivem em galáxias muito distantes. Os mais longínquos Quasars até agora detectados, apresentam um redshift de z 5, ou seja, estamos a vê-los numa época em o Universo tinha aproximadamente 7% da idade actual. Os longínquos Quasars são detectados devido à sua elevada luminosidade. Que tipo de "motor" existe no centro destas galáxias que produz tão grandes quantidades de energia? Pensa-se que este "motor central" é composto por um buraco negro supermassivo (massa na ordem dos milhares de milhões de massas solares, podendo atingir os milhões de milhões de massas solares) e por um disco de acreção (ver Figura 1). Este disco de acreção é o resultado de matéria (gás, poeira, estrelas) que cai no campo gravitacional do buraco negro. A matéria é aquecida a temperaturas elevadíssimas, e emite radiação na banda dos raios-X. No caso dos objectos rádio barulhentos, jactos de plasma com velocidades relativistas são ejectados da região central (ver Figura 1). A radiação na banda rádio é originada por electrões (com velocidades relativistas) que interactuam com os campos magnéticos, emitindo radiação de sincrotrão. Para além dos Quasars, existem outros tipos de NGAs rádio-barulhentos: os BL Lacs e as rádio-galáxias. Será que a diversidade dos NGAs é real? Os modelos de Unificação propõem que a diversidade não é intrínsica, mas aparente! No âmbito destes modelos a diferença é explicada através de um parâmetro fundamental: a orientação do NGA relativamente à direcção do observador. No contexto dos esquemas de Unificação, rádio-galáxias e Quasars são um mesmo tipo objecto: nas primeiras a direcção do jacto perfaz um grande ângulo com a linha de observação, enquanto que no caso dos Quasars esse ângulo é muito pequeno (ver Figura 1). Esquemas idênticos unificam os BL Lacs com outros tipos de rádio galáxias.

Fig Esquema exemplificativo do "motor central" de um NGA rádio barulhento.
A descoberta dos NGAs nos anos 40 (e posteriores décadas), e as propostas dos esquemas de unificação nos anos oitenta, permitiram avanços importantes na área da Astronomia Extragaláctica. Um dos passos seguintes consiste na "Grande Unificação", uma das questões em aberto na área de investigação dos NGAs: será possível unificar os NGAs rádio-fortes e os NGAs rádio-fracos ?

A investigação em NGAs é uma das áreas em Astronomia que teve maior impacto na última parte do século XX, e será seguramente das áreas de maior impacto nas próximas décadas com o advento de maiores e melhores telescópios que permitirão olhar melhor e para mais longe.


Doutora Sónia Antón
CAAUL



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