Os astrónomos identificaram uma população pouco estudada de galáxias de rádio remanescentes ténues que parecem desaparecer rapidamente depois dos seus buracos negros supermassivos centrais pararem de produzir poderosos jactos de rádio. Estas descobertas fornecem uma visão mais detalhada do que acontece durante os estágios finais da evolução das rádio-galáxias.
Pesquisadores da Universidade da Cidade do Cabo (UCT) e do Instituto Interuniversitário de Astronomia Intensiva de Dados (IDIA) lideraram o estudo, que examinou 14 possíveis rádio-galáxias remanescentes na região do XMM-Newton Large-Scale Structure (XMM-LSS).
As radiogaláxias remanescentes são sistemas nos quais os jatos produzidos pelo núcleo galáctico ativo central (AGN) foram desligados. Assim que esses jatos param de fornecer partículas energéticas aos grandes lóbulos de rádio da galáxia, as partículas que já estão dentro dos lóbulos perdem gradualmente energia e a emissão de rádio diminui.
Rastreando galáxias de rádio em extinção
Para estudar estes objetos em detalhe, a equipa combinou observações sensíveis do MeerKAT Mighty Survey e do UGMRT SuperMighty Survey com medições adicionais de Lofar, GMRT e Jansky Very Large Array.
Juntas, as observações cobriram frequências de rádio de 144 MHz a 1,5 GHz. Esta ampla gama de frequências permitiu aos investigadores examinar como o espectro de rádio das galáxias muda à medida que as partículas dentro dos seus lóbulos envelhecem.
A modelagem espectral detalhada revelou que 12 dos 14 candidatos eram galáxias de rádio remanescentes genuínas. Em vez disso, os dois restantes foram identificados como fontes ativas. O resultado destaca por que são importantes observações abrangentes em múltiplas frequências de rádio, já que classificações baseadas em um conjunto mais limitado de medições de rádio podem produzir resultados enganosos.
Remanescente galáctico surpreendentemente jovem
Uma das descobertas mais notáveis do estudo foi a aparência de muitos dos restos mortais confirmados.
A sua idade espectral total é de cerca de 8–42 milhões de anos, com uma idade média de cerca de 12 milhões de anos. É menor do que muitas das rádio-galáxias remanescentes examinadas em estudos anteriores.
Os resultados mostram que os astrónomos estão agora a detectar uma população de relíquias de vida relativamente curta que foram largamente ignoradas em pesquisas anteriores.
Os objetos também representam pontos muito diferentes no estágio relíquia da evolução das rádio-galáxias. A proporção do tempo de vida total de cada galáxia gasto na fase relíquia varia de cerca de 4 a 83 por cento. Parece, portanto, que alguns sistemas desligaram recentemente os seus jactos, enquanto outros estão a evoluir há muito tempo sem jactos activos.
Galáxias distantes podem desaparecer rapidamente
Muitas galáxias também estão localizadas em redshifts relativamente altos, o que significa que são observadas a grandes distâncias cósmicas.
Nessas circunstâncias, os elétrons relativísticos podem perder energia mais rapidamente à medida que interagem com a radiação cósmica de fundo. Os pesquisadores encontraram uma relação negativa significativa entre o desvio para o vermelho e a idade espectral.
Esta ligação apoia a ideia de que as rádio-galáxias remanescentes mais distantes podem desaparecer mais rapidamente, reduzindo o tempo que os astrónomos levam a detectá-las.
Mapas que mostram a idade espectral de galáxias individuais também mostraram que os seus lóbulos de rádio continuam a mudar mesmo depois de os jactos serem desligados. Nas fontes estendidas, os pesquisadores observaram gradientes de idade sistemáticos que são consistentes com o movimento do plasma através dos lóbulos.
Em comparação, os restos compactos mostraram padrões de envelhecimento menos sistemáticos. Essas diferenças podem ser moldadas pelos ambientes que rodeiam as galáxias e pela estrutura dos seus campos magnéticos.
Uma nova visão do ciclo de vida da rádio galáxia
A descoberta destes vestígios ténues e relativamente jovens forneceu aos astrónomos outra peça do puzzle relacionada com os ciclos de vida completos das rádio-galáxias. Os resultados também podem melhorar a compreensão dos ciclos de trabalho dos buracos negros supermassivos nos seus centros, incluindo quando esses buracos negros geram jatos poderosos e quando essa atividade cessa.
Estas descobertas também podem ser os primeiros vislumbres de uma população muito maior. Espera-se que futuras pesquisas contínuas de rádio do Deep Square Kilometer Array (SKA) descubram muito mais rádio-galáxias remanescentes fracas e com alto desvio para o vermelho.
O estudo, “SUPERMIGHT: Spectral Ages of Remnant Radio Galaxy Candidates in the XMM-LSS Field”, foi publicado em. Avisos mensais da Royal Astronomical Society, Volume 550 (2026).
