[Astronovas] O MISTÉRIO DOS "BRAÇOS FANTASMA"

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O MISTÉRIO DOS "BRAÇOS FANTASMA"

Utilizando dados obtidos pelos telescópios espaciais XMM-Newton, Chandra e 
Spitzer, uma equipa de astrónomos obteve resultados que podem ser a solução para 
um mistério que perdura há 45 anos. O enigma reside em dois braços espirais na 
galáxia M106, também conhecida como NGC 4258.

Localizada na constelação Cães de Caça, a 23,5 milhões de anos-luz da Terra,a 
M106 é uma galáxia espiral. Em imagens obtidas no óptico podem-se observar dois 
braços espirais proeminentes com "origem" na parte central da galáxia. As 
estrelas jovens e brilhantes existentes no interior destes braços fazem com que 
o gás contido nestes brilhe.

No entanto, em observações no comprimento de onda dos raios-X, é possível 
observar dois outros braços espirais que aparecem como dois "braços fantasmas" 
entre os observados no óptico. As estruras observadas em raios-X são 
constituidas na sua maioria por gás.

Para ver uma imagem da galáxia M106 e dos braços fantasma, consulte:
http://www.oal.ul.pt/astronovas/galaxias/spiral.jpg 

A imagem é formada pela composição de observações da M106 em diferentes 
comprimentos de onda. Podemos ver na imagem quatro cores diferente: amarelo, 
purpura, azul e vermelho. A estas cores correspondem, respectivamente, as 
observações realizadas no óptico, rádio, raios-X e infravermelhos. Os braços 
fantasma aparecem na imagem com cor purpura e azul.

Descobertos no princípio da década de 1960, a natureza destes braços fantasma 
tem sido um enigma para os astrónomos.
Com o auxílio de dados obtidos pelos telescópios XMM-Newton, Chandra e Spitzer, 
os astrónomos confirmaram agora que estes braços fantasma representam regiões de 
gás que está a ser aquecido violentamente devido à acção de ondas de choque.

Tinha já sido sugerido que os braços fantasma fossem na realidade jactos de 
partículas ejectadas por um buraco negro de grande massa residente no centro da 
galáxia M106. No entanto, observações no rádio, realizadas pelo VLA, detectaram 
um outro par de jactos originados no núcleo da M106. O facto de ser pouco 
provável que o núcleo activo de uma galáxia possa possuir mais do que um par 
destes jactos faz com que a teoria proposta tenha sido posta em causa.

Em 2001, uma equipa de investigadores reparou que os jactos possuem uma 
inclinação de 30 graus em relação ao disco da galáxia. No entanto, a projecção 
destes jactos no disco da galáxia coincide aproximadamente com os braços 
fantasma.

Acreditando que este alinhamento não é fruto do acaso, a equipa propôs que à 
medida que os jactos de partículas provenientes do núcleo se deslocam aquecem o 
gás que se encontra na direcção do seu deslocamento, formando assim "bolhas" que 
se vão expandido ao longo do tempo. Geram-se ondas de choque que, como a 
inclinação dos jactos relativamente ao disco da galáxia é pequena, acabam por 
aquecer o gás presente em grandes quantidades no disco. Atingem-se assim 
temperatura de milhões de graus Celsius, o que resulta na emissão abundante de 
raios-X por parte do gás.

Com o objectivo de testar esta ideia, uma equipa de astrónomos consultou o 
arquivo de observações espectrais realizadas pelo XMM-Newton. Através destes 
dados, a equipa foi capaz de determinar a temperatura do gás presente nos braços 
fantasma e analisar como é que a radiação X emitida por este gás é absorvida 
pelo material circundante.

Perante este cenário, uma das previsões realizadas foi a de que os braços 
fantasma acabariam por ser afastados gradualmente do plano do disco da galáxia 
por acção dos jactos. Os dados espectrais do XMM-Newton mostram que a radiação X 
sofre uma maior absorção na direcção do braço que se encontra a Noroeste do que 
na direcção do braço que se encontra a Sudeste. Os resultados sugerem que o 
braço a Sudeste encontra-se parcialmente no lado mais próximo do disco da M106, 
enquanto que o braço a Noroeste se encontra parcialmente no lado mais afastado.

Os cientistas notaram que as observações são consistentes com o cenário previsto 
e, ao consultarem dados obtidos pelo Spitzer tiveram a confirmação. A "visão" 
infravermelha do Spitzer mostra claramente sinais de que a radiação X 
proveniente do braço a Noroeste é absorvida pelo gás quente e poeira presentes 
no disco da galáxia. Além disso, a elevada resolução do telescópio espacial 
Chandra permitiu à equipa obter indicações claras da existência de gás 
comprimido pelas interacções com os dois jactos.

Além de lançar alguma "luz" sobre o mistério dos braços fantasma, as observações 
permitiram também estimar a energia dos jactos e determinar qual a relação entre 
estes e o buraco negro central da M106.