O 'Hot DOG' mais distante do universo pode dever o brilho infravermelho extremo à poeira polar, revela Webb

Um estudo recente, que utilizou dados do ALMA, demonstrou que a galáxia hospedeira de W2246-0526 está ativamente absorvendo poeira e outros materiais de três de suas galáxias vizinhas menores. Essa interação galáctica, caracterizada por um processo de 'canibalismo' cósmico, pode ser um fator significativo na alimentação do buraco negro supermassivo central e na intensa formação estelar observada no quasar. A fusão e a interação com galáxias menores são mecanismos conhecidos por desencadear surtos de atividade em quasares e regiões de formação estelar, fornecendo o combustível necessário para sustentar sua extraordinária luminosidade.

Aprofundando-se na natureza de W2246-0526, uma nova pesquisa liderada por Charalambia Varnava, da Universidade Europeia de Chipre, conduziu uma análise detalhada da distribuição espectral de energia (SED) da galáxia, incorporando as observações de alta resolução do Telescópio Espacial James Webb. O objetivo principal era desvendar a origem da luz infravermelha média emitida pelo quasar, que se mostrava particularmente desafiadora para os modelos astrofísicos existentes. Os 'Hot DOGs' são conhecidos por sua opacidade à luz visível, com a maior parte de sua energia sendo reemitida no infravermelho pela poeira aquecida, o que os torna alvos ideais para as capacidades infravermelhas do JWST.

A equipe de pesquisa descobriu que uma explicação padrão, que considerava um toro de buraco negro, uma região de formação estelar e a galáxia circundante, não era suficiente para justificar a intensidade da luz infravermelha média proveniente de W2246-0526. Essa discrepância indicava que o modelo convencional de um toro de poeira que obscurece o buraco negro central, visto de frente ou de lado, não conseguia reproduzir fielmente as características observacionais do quasar. A necessidade de uma nova abordagem se tornou evidente para conciliar as observações com a teoria.

Diante dessa lacuna, os pesquisadores propuseram um cenário alternativo e mais plausível: o toro de poeira que circunda o buraco negro é visto de lado, mas, crucialmente, as nuvens de poeira também ocupam as regiões polares do quasar. Essa configuração, onde a poeira não se restringe apenas ao plano equatorial, mas se estende verticalmente, oferece uma explicação robusta para a luz infravermelha observada. A presença de poeira nas regiões polares permitiria uma reemissão mais eficiente da energia do buraco negro em comprimentos de onda infravermelhos, contribuindo para o brilho extremo característico dos 'Hot DOGs'.

W2246-0526 é um sistema verdadeiramente extraordinário, abrigando um buraco negro supermassivo com uma massa estimada em até 23 bilhões de sóis. Além disso, a galáxia demonstra taxas de formação estelar que são potencialmente milhares de vezes maiores do que as observadas na Via Láctea. Essa combinação de um buraco negro colossal e uma intensa atividade de formação estelar sugere um período de crescimento extremamente rápido e energético no universo primitivo, onde a matéria era abundante e as interações galácticas eram mais frequentes e violentas.

Os resultados deste estudo, publicados no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society em 14 de maio, fornecem uma nova perspectiva sobre a natureza dos quasares mais luminosos e distantes. A compreensão de como a poeira se distribui e interage com a radiação de buracos negros supermassivos é fundamental para refinar nossos modelos de evolução galáctica e para interpretar as observações de objetos no universo primordial. A capacidade do JWST de penetrar a poeira e revelar detalhes desses ambientes extremos continuará a ser uma ferramenta inestimável para a astronomia extragaláctica.