O Telescópio Espacial James Webb (JWST) acaba de revelar um resultado inesperado que pode mudar a forma como os cientistas entendem a química em alguns dos ambientes mais extremos do Universo.
Pesquisadores detectaram moléculas orgânicas contendo anéis e cadeias de carbono nas proximidades de um raro sistema formado por dois quasares ativos. O mais surpreendente é que essas moléculas aparecem justamente onde a intensa radiação emitida pelos buracos negros deveria destruí-las.
A descoberta sugere que a química ao redor de quasares supermassivos pode ser muito mais complexa do que os modelos atuais preveem.
O estudo teve como alvo o sistema SDSS J074922.96+225511.7, conhecido como J0749+2255.
Ele é formado por um par de quasares, observado quando o Universo tinha apenas cerca de 3 bilhões de anos.
Os dois quasares estão separados por aproximadamente 12 mil anos-luz e representam uma fase avançada da fusão entre duas galáxias.
Cada um abriga um buraco negro supermassivo que está acumulando grandes quantidades de matéria e emitindo enormes quantidades de energia.
Esse ambiente é considerado extremamente hostil para a sobrevivência de moléculas complexas.
Graças à sua alta sensibilidade no infravermelho, o James Webb consegue identificar moléculas analisando os comprimentos de onda específicos da luz que elas absorvem ou emitem.
Os pesquisadores estudaram dois tipos importantes de hidrocarbonetos:
- Hidrocarbonetos aromáticos, que possuem um ou mais anéis de átomos de carbono.
- Hidrocarbonetos alifáticos, formados por cadeias de átomos de carbono ligadas a essas estruturas.
Esses compostos já haviam sido encontrados em diversos ambientes do Universo, mas nunca em um sistema tão distante e energeticamente extremo.
As observações identificaram uma emissão em 3,3 micrômetros, característica das moléculas aromáticas, e outra em 3,4 micrômetros, associada às cadeias alifáticas.
Segundo os autores, essa pode ser a galáxia mais distante onde ambas as assinaturas foram detectadas simultaneamente.
Depois de dividir a imagem em 47 regiões, a equipe mediu a intensidade dessas emissões em diferentes partes do sistema.
Os resultados contrariaram completamente as expectativas.
As emissões aromáticas e alifáticas foram mais intensas justamente nas regiões mais próximas dos quasares.
Segundo os modelos atuais, deveria ocorrer exatamente o contrário.
A intensa radiação produzida pelos buracos negros ativos deveria quebrar as cadeias de carbono das moléculas alifáticas e destruir boa parte das pequenas moléculas aromáticas.
Por isso, esperava-se que as emissões em 3,3 e 3,4 micrômetros fossem mais fracas perto dos núcleos dos quasares.
No entanto, o James Webb observou o oposto.
Os pesquisadores sugerem uma possível explicação.
As regiões analisadas próximas aos quasares são relativamente grandes e podem conter bolsões de gás protegidos da radiação mais intensa.
Nesses locais, as moléculas poderiam permanecer intactas e continuar emitindo a assinatura observada pelo telescópio.
Entretanto, essa hipótese ainda não explica por que a intensidade das emissões aumenta justamente à medida que se aproxima dos quasares.
Segundo os autores, será necessário investigar melhor como hidrocarbonetos aromáticos e alifáticos se comportam em ambientes dominados por radiação extremamente energética.
A descoberta mostra que ainda há muito a aprender sobre a química nas vizinhanças de buracos negros supermassivos.
Além de revelar moléculas orgânicas em um ambiente considerado hostil para sua sobrevivência, o estudo indica que os processos de formação, destruição e preservação desses compostos podem ser muito diferentes do que se imaginava.
Com futuras observações do James Webb, os astrônomos esperam compreender como essas moléculas conseguem persistir tão perto de quasares ativos e qual papel elas desempenham durante a evolução das galáxias no Universo primordial.
Sobre a Imagem: Imagem do Telescópio Espacial Hubble do sistema de quasar duplo J0749+2255. Créditos da Imagem: NASA, ESA, Yu-Ching Chen (UIUC), Hsiang-Chih Hwang (IAS), Nadia Zakamska (JHU), Yue Shen (UIUC)