A bilhões de anos-luz da Terra, nuvens gigantes de gás hidrogênio produzem um tipo especial de radiação, um tipo de luz ultravioleta conhecido como radiação alfa de Lyman. As enormes nuvens que emitem luz são as Lyman Alpha Bubbles (LAB). LABs são várias vezes maiores que a Via Láctea, mas só foram descobertos há 20 anos. Para produzir essa radiação, é necessária uma fonte de energia extremamente poderosa – energia igual à radiação de bilhões de sóis.
Uma nova pesquisa, publicada em 9 de março na revista Nature Astronomy, sugere que a fonte de energia está no centro das galáxias formadoras de estrelas em torno das quais existem LABs.
O estudo se concentra em Lyman-alpha blob 6 (LAB-6), localizado a mais de 18 bilhões de anos-luz de distância em direção à constelação de Grus. A equipe conjunta descobriu uma característica única do LAB-6 – seu gás hidrogênio parecia cair para dentro. O LAB-6 é o primeiro LAB com evidências conclusivas para essa chamada assinatura de queda de gás. O gás em queda tinha pouca abundância de elementos metálicos, sugerindo que o gás hidrogênio LAB em queda se originou do meio intergaláctico e não da própria galáxia em formação de estrelas.
A quantidade de gás incidente é muito pequena para acionar a radiação Lyman-alfa observada. Os dados obtidos indicam que a galáxia central em formação de estrelas é a principal fonte de energia responsável pela emissão de Lyman-alfa. Eles também levantam novas questões sobre a estrutura do LAB.
'Este é um verdadeiro mistério. Esperamos que o gás apareça em torno das galáxias formadoras de estrelas – eles precisam de gás para os materiais ”, disse Zheng Zheng, professor associado de física e astronomia da Universidade de Utah e co-autor do estudo. – Mas parece ser a única bola Lyman-alfa com gás caindo. Por que eles são tão raros? '
Os autores usaram o Very Large Telescope (VLT) no European Southern Observatory (ESO) e o Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) para obter dados. O autor principal do Observatório das Montanhas Púrpuras Iping Ao (Academia Chinesa de Ciências) descobriu o sistema LAB-6 há mais de uma década. Ele sabia que, mesmo então, havia algo especial sobre o sistema, dado o tamanho extremo da gota de hidrogênio. Ele aproveitou a oportunidade para olhar mais de perto.
“Felizmente, conseguimos obter os dados necessários para capturar a composição molecular do ALMA, que determina a velocidade da galáxia. O telescópio óptico VLT do ESO nos deu o importante perfil de luz espectral da emissão de Lyman-alpha '.
Os autores do novo estudo descobriram a natureza do gás incidente analisando a cinemática da emissão de Lyman-alfa. Depois de emitir o fóton alfa de Lyman, ele colide com um ambiente cheio de átomos de hidrogênio. Ele bate nesses átomos muitas vezes, como uma bola se movendo em uma máquina de pinball, antes de deixar o ambiente. Esta saída faz com que a emissão se espalhe por longas distâncias.
A queda do gás pode ocorrer de várias maneiras diferentes. Este poderia ser o segundo estágio de uma explosão galáctica – se estrelas massivas morrem, elas explodem e empurram o gás para fora, que então cai para dentro. Outra opção é uma corrente fria: filamentos de hidrogênio flutuam entre objetos celestes, que podem ser puxados para o centro do poço de potencial, criando uma característica do gás em queda.
O modelo dos cientistas presume que o gás em queda neste LAB vem do último cenário. Eles analisaram a forma do perfil de luz Lyman-alpha, que indica muito pouca poeira de metal. Em astronomia, os metais são mais pesados que o hélio. As estrelas produzem todos os elementos pesados do universo – quando explodem, produzem elementos metálicos e os espalham pelo espaço intergaláctico.
