J1218/1219+1035: colisão tripla de galáxias com buracos negros supermassivos em plena atividade

A cerca de 1,2 bilhão de anos-luz da Terra, um raro encontro cósmico está em andamento em escala gigantesca.

Lá, não são duas, mas três galáxias que avançam lentamente para uma colisão tripla chamada J1218/1219+1035. Isso já seria incomum por si só - mas esse caso é ainda mais especial.

Cada um dos três buracos negros supermassivos escondidos no centro de suas respectivas galáxias está ativamente devorando matéria, brilhando em ondas de rádio enquanto faz isso.

“Galáxias triplas ativas como essa são incrivelmente raras, e encontrar uma no meio de uma fusão nos dá um lugar privilegiado para observar como galáxias massivas e seus buracos negros crescem juntos”, diz a astrofísica Emma Schwartzman, do US Naval Research Laboratory.

“Ao observar que os três buracos negros neste sistema são brilhantes em rádio e estão lançando jatos ativamente, tiramos os núcleos galácticos ativos triplos em rádio (AGN) da teoria e os trouxemos para a realidade, abrindo uma nova janela para o ciclo de vida dos buracos negros supermassivos.”​

Fusões de galáxias não são algo raro no Universo; na verdade, acredita-se que elas sejam um dos principais mecanismos pelos quais galáxias - e os buracos negros supermassivos em seus centros - crescem. A própria Via Láctea mostra sinais de pelo menos três ou quatro grandes fusões ao longo de seus 13 bilhões de anos de história.

Os astrônomos já catalogaram um número considerável de fusões entre pares de galáxias no Universo próximo, mas trios galácticos são bem mais raros. Para acontecerem, as três galáxias precisam se fundir ao mesmo tempo, e não por um processo hierárquico em etapas.

E é ainda mais incomum que as três tenham AGN; J1218/1219+1035 é apenas o terceiro sistema desse tipo já descoberto no Universo próximo, e o primeiro em que os três AGN brilham em rádio.

O sistema foi identificado em dados coletados pelo Wide-field Infrared Survey Explorer e apareceu como algo fora do padrão. No começo, parecia uma fusão entre duas galáxias, já se sobrepondo nas bordas, cada uma com seu próprio AGN - algo interessante por si só.

Observações de acompanhamento confirmaram que essas duas galáxias em contato realmente abrigam AGN, separadas por cerca de 74.000 anos-luz. Surpreendentemente, porém, os pesquisadores encontraram também uma terceira galáxia, com um AGN intenso, participando do conjunto, localizada a cerca de 316.000 anos-luz de distância. Uma cauda de gás que parece estar fluindo dessa galáxia para as outras duas confirma seu lugar nessa rara tríade.

Como fusões triplas de galáxias são laboratórios excelentes para entender como galáxias e buracos negros crescem, os astrônomos vão fazer novas observações em mais comprimentos de onda, não só para aprender mais sobre esse trio específico, mas também para entender como procurar outros sistemas semelhantes que possam estar escondidos à vista, esperando a observação certa para serem pegos em flagrante.

“Essas observações”, escrevem os pesquisadores, “confirmam a natureza de AGN triplo desse sistema e destacam a necessidade de estratégias de seleção diversas e multicomprimento de onda na busca contínua por esses sistemas raros.”

Os resultados foram publicados no The Astrophysical Journal Letters.