2.6_As_Galáxias_Ativas_e_AGN's

8/12/2019 2.6_As_Galáxias_Ativas_e_AGN's

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As Galáxias Ativas e os Núcleos Galácticos Ativos (AGN)

Algumas galáxias mostram características especiais que não são apenas diferenças em suas formas. Existemgaláxias que apresentam um núcleo pequeno e muito brilhante com intensa emissão de energia. A estasgaláxias damos o nome de galáxias ativas.

Uma vez que a fonte da intensa emissão de energia que "alimenta" estes objetos está localizada no centroda galáxia que a hospeda, os astrônomos dizem que estas galáxias possuem núcleos galácticos ativos,também conhecidos como AGN do termo inglês "Active Galactic Nuclei".

Existem vários tipos de galáxias ativas ou com núcleos galácticos ativos mas o que todas elas têm emcomum é o fato de que sua alta luminosidade não é produzida por estrelas.

Galáxias Ativas: uma classe de vários objetos

A classe das galáxias ativas compreende vários objetos que compartilham propriedades semelhantes.Classificamos como galáxias ativas os:

• quasares• blazares ou objetos BL Lac• galáxias Seyfert

• radiogaláxias

As galáxias Seyfert constituem a maior parte das chamadas galáxias ativas ou seja, aquelas que possuemAGN.



As diferenças entre estes objetos se torna mais visível quando comparamos os seus espectros. A imagemabaixo reune espectros de várias galáxias ativas.

Ao lado vemos a imagem de Centaurus A (NGC 5128),obtida pelo Chandra X-ray Observatory, da NASA.

Centaurus A é uma galáxia elíptica, vizinha à nossa, quecontém um "núcleo galáctico ativo".

A imagem obtida pelo Chandra X-ray Observatory nosmostra uma fonte central muito brilhante que é o núcleogaláctico ativo desta galáxia. Acredita-se que nestaregião esteja abrigado um buraco negro supermassivo.

Também podemos ver o jato de matéria que emanadesta região central e numerosas fontes de raios X,todas elas imersas nos raios X difusos que sãoproduzidos pelo gás que preenche esta galáxia e quetem uma temperatura de vários milhões de graus.

A unificação dos quasares e de outros tipos de AGN

Vários astrônomos acreditam que os diferentes tipos de galáxias ativas são, na verdade, o mesmo fenômenosimplesmente visto a partir de diferentes angulos de visada em relação ao torus molecular que existe nestaregião.

Para descrever estes objetos os astrônomos propõem um modelo no qual as diferentes orientações dos jatosemitidos por estes objetos em relação ao observador na Terra é que determina as propriedades queregistramos.

Assim, temos que:



• se um dos jatos está quase diretamente voltado para nós, vemos um blazar

• se o jato está um pouco inclinado em relação à nossa linha de visada, vemos um quasar

• se os jatos estão aproximadamente perpendiculares à nossa linha de visada, vemos umaradiogaláxia com seus lobos radio duplos

A fonte de energia das galáxias ativas: o modelo unificado

• o buraco negro centralo no centro do nosso modelo está um

buraco negro supermassivo. Acredita-seque ele tenha 108 a 109 Msolares ou seja,ele é no mínimo 100 milhões de vezesmais pesado do que o nosso Sol. É esteobjeto monstruoso o gerador depraticamente todos os fenômenos quevemos acontecer no núcleos ativos degaláxias. Apesar disso ele não é visíveldiretamente. Para estudá-lo temos queinterpretar os fenômenos que acontecem

à sua volta.

o nós não podemos ver diretamente o queacontece na superfície do buraco negrodevido à presença de uma fotosfera (corazul clara na figura) nesta região. Nestelocal, o gás no núcleo é quente, denso eopaco, tal como a chama de gás quevocê vê no seu fogão.



o o buraco negro central é circundado por um enorme aglomerado de estrelas (pontosbrancos na figura), talvez mais de 100 milhões delas. Elas estão concentradas próxima aoburaco negro e representam a parte mais interna da galáxia hospedeira que abriga oburaco negro.

o as estrelas perdem massa continuamente para o meio interestelar e é este gás (em corverde na figura) que preenche a maior parte do núcleo da galáxia. Além disso, as estrelasque se aproximam demais do buraco negro central são despedaçadas por forças de maré eeste material é também incorporado ao meio interestelar.

o parte deste gás forma um disco de acréscimo (em vermelho na figura). O atrito no gás fazcom que, de uma maneira gradual e bem lentamente, este gás espirale para dentro, nadireção do buraco negro.

o este movimento espiral da matéria gasosa para dentro, na direção do buraco negro, liberaenergia gravitacional. Esta energia aquece o disco de acréscimo podendo atingirtemperaturas de milhões de kelvins na sua região mais interna, que é então uma intensafonte de raios X.

o os buracos negros são "comedores desordenados": parte do material que é puxado para

dentro dele é ejetado a velocidades próximas da velocidade da luz ao longo do eixo derotação do buraco negro. Este processo produz jatos (em amarelo na figura) que são vistosem comprimentos de onda radio. Estes fluxos de matéria, diretos e muito longos, provémda região central do AGN e transportam esta matéria para regiões situadas muito além doslimites da galáxia.



• a região de alargamento de linhao a uma distância de cerca de um ano-luz a partir da fonte central encontramos nuvens e

filamentos de gás bastante denso. Este gás se desloca com uma velocidade de milhares de

quilômetros por segundo, fazendo redemoinhos em torno da região central.

o a fonte central, forte emissora de fótons ultravioletas e de raios X, aquece e ioniza estasnuvens.

o temos, portanto, próximo à região central um campo de intensa radiação e gases comvelocidades bastante altas. Consequentemente ocorre nestas nuvens o processo deemissão fluorescente, responsável pela formação das linhas de emissão largas que sãovistas nos espectros de quasares e galáxiasSeyfert 1.

• o torus molecularo os astrônomos acreditam que, na região

situada do lado de fora daquela que produz aslinhas de emissão largas, deve existir umaoutra região, com a forma de um torus (umarosquinha), formada por gás molecular epoeira. Este torus é aquecido pela fontecentral, emitindo luz infravermelha. Noentanto, ele impede que um observador queesteja vendo o quasar de perfil, veja o buraconegro central, o disco e a região dealargamento de linha, uma vez que eleobscurece estas regiões.

• a região de linha estreita

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