Determinar a distância das galáxias do nosso Sistema Solar é um negócio complicado. No passado, esse processo contava com a descoberta de estrelas em outras galáxias cuja saída absoluta de luz era mensurável. Medindo o brilho dessas estrelas, os cientistas foram capazes de pesquisar certas galáxias que ficam a 300 milhões de anos-luz de nós.
No entanto, um método novo e mais preciso foi desenvolvido, graças a uma equipe de cientistas liderada pelo Dr. Sebastian Hoenig, da Universidade de Southampton. Semelhante ao que os agrimensores usam aqui na Terra, eles mediram as propriedades físicas e angulares (ou aparente) tamanho de uma régua padrão na galáxia para calibrar medições de distância.
Hoenig e sua equipe usaram esse método no Observatório WM Keck, perto do cume de Mauna Kea, no Havaí, para determinar com precisão pela primeira vez a distância da galáxia NGC 4151 - também conhecida pelos astrônomos como o "Olho de Sauron". A galáxia NGC 4151, apelidada de "Olho de Sauron" pelos astrônomos por sua semelhança com a representação de Sauron na trilogia "O Senhor dos Anéis", é importante para medir com precisão as massas de buracos negros.
As distâncias relatadas recentemente variam de 4 a 29 megaparsecs, mas usando esse novo método, os pesquisadores calcularam uma distância de 19 megaparsegs ao buraco negro supermassivo.
De fato, como na famosa saga, um anel desempenha um papel crucial nessa nova medição. Os cientistas observaram que todas as grandes galáxias do universo têm um buraco negro supermassivo no centro. E em cerca de um décimo de todas as galáxias, esses buracos negros supermassivos continuam a crescer ao engolir grandes quantidades de gás e poeira de seus ambientes circundantes.
Nesse processo, o material esquenta e se torna muito brilhante - tornando-se as fontes de emissão mais energéticas do universo, conhecidas como núcleos galácticos ativos (AGN).
A poeira quente forma um anel ao redor do buraco negro supermassivo e emite radiação infravermelha, que os pesquisadores usaram como governante. No entanto, o tamanho aparente desse anel é tão pequeno que as observações foram realizadas usando interferometria de infravermelho para combinar os telescópios duplos de 10 metros do Observatório W. Keck, para atingir a potência de resolução de um telescópio de 85 m.
Para medir o tamanho físico do anel empoeirado, os pesquisadores mediram o atraso entre a emissão de luz muito próxima ao buraco negro e a emissão de infravermelho. Esse atraso é a distância que a luz deve percorrer (na velocidade da luz), do próximo ao buraco negro até a poeira quente.
Ao combinar esse tamanho físico do anel de poeira com o tamanho aparente medido com os dados do interferômetro Keck, os pesquisadores foram capazes de determinar a distância da galáxia NGC 4151.
Como o Dr. Hoenig disse: “Uma das principais conclusões é que a distância determinada dessa nova maneira é bastante precisa - com apenas 10% de incerteza. De fato, se o resultado atual do NGC 4151 for válido para outros objetos, ele pode potencialmente vencer qualquer outro método atual para alcançar a mesma precisão e determinar distâncias para galáxias remotas diretamente com base em princípios geométricos simples. Além disso, pode ser facilmente utilizado em muito mais fontes do que o método mais preciso atual. ”
"Essas distâncias são fundamentais para determinar os parâmetros cosmológicos que caracterizam nosso universo ou para medir com precisão as massas dos buracos negros", acrescentou. “De fato, o NGC 4151 é uma âncora crucial para calibrar várias técnicas para estimar as massas dos buracos negros. Nossa nova distância implica que essas massas possam ter sido sistematicamente subestimadas em 40%. ”
Hoenig, juntamente com colegas na Dinamarca e no Japão, está atualmente montando um novo programa para estender seu trabalho a muito mais AGN. O objetivo é estabelecer distâncias precisas para uma dúzia de galáxias dessa nova maneira e usá-las para restringir os parâmetros cosmológicos dentro de alguns por cento. Em combinação com outras medições, isso proporcionará uma melhor compreensão da história da expansão do nosso universo.
A pesquisa foi publicada na quarta-feira, 26 de novembro, na edição online da revista. Natureza.
