Interação entre galáxias

As estrelas dentro de uma galáxia não colidem porque a distância entre elas é de 100 000 a milhões de vezes maior do que seu o tamanho. No entanto, as distâncias entre as galáxias podem ser da ordem de  dezenas de  vezes maiores que o tamanho das galaxias, não considerando as galáxias-satélite. A Via Láctea, num raio de 2 vezes o seu tamanho, possui várias pequenas galáxias orbitando em seu torno; duas delas são a Pequena e a Grande Nuvem de Magalhães, galáxias-satélite que estão em interação com a Galáxia. A galáxia mais próxima de porte aproximado ao da nossa é a Galáxia de Andrômeda, que dista 30 diâmetros da Via Láctea. Galáxias em aglomerados ricos estão ainda mais próximas entre si.
Sendo assim, colisões entre galáxias são comuns. Porém as escalas de tempo são muito longas para serem comparadas com o nosso tempo de vida - dezenas de milhões de anos.
 


the gravity fields of colliding galaxies are greatly distorted

Imagens da galáxia Antena ( esquerda: terrestre; direita: telescópio Hubble) e galáxia Roda de carroça (abaixo)


 Antennae Galaxies
Cartwheel Galaxy: ring galaxy




Galáxias de núcleo ativo

Definimos como galáxias de núcleo ativo aquelas que apresentam o núcleo muito luminoso, muito acima da luminosidade normal das galáxias, e que emitem luz em todo ou quase todo o espectro.

Quasares

São objetos que em 1960, quando foram primeiramente observados, se acreditava serem estrelas azuis, pela sua aparência no ótico. Contudo, estranhamente tinham uma alta emissão em rádio, o que não ocorre em estrelas. No ótico, esses objetos apresentavam linhas de emissão, sem linhas de absorção características desse tipo de estrela. quasar or a star?
Which is the quasar and which is an ordinary star? (The quasar is the bright one on the left.)

Schmidt (1963), comparando a fonte de rádio 3C 273 com o espectro de hidrogênio, notou que embora muito deslocado pro vermelho, o espectro do objeto reproduzia a regularidade das linhas do espectro do hidrogênio. Ele ficou chocado ao calcular a velocidade de recessão do objeto:  47 400 km/s (quase 16% da velocidade da luz!). A lei de Hubble dizia que esse objeto não pertencia à Galáxia. Esses objetos quase-estelares foram chamados de quasares .Outra diferença: o contínuo do espectro não obedecia à distribuição de corpo negro de Planck.


quasar spectra have no peaks




Quasares são galáxias ativas superluminosas e situadas a grandes distâncias.

Galáxias ativas

Galáxias cuja luminosidade está entre as luminosidades de galáxias típicas e os potentes quasares, e que possuem

atividade nuclear.

Galáxias Seyferts

Foram descobertas por Carl Seyfert, que primeiro notou as peculiaridades dos espectros desse tipo de galáxia. Elas são galáxias espirais com um núcleo compacto e muito brilhante, que produz um espectro de contínuo não-térmico com linhas de emissão alargadas.

NGC1566
The Seyfert galaxy NGC 1566.

Algumas Seyfert têm linhas estreitas de emissão, ao invés das linhas alargadas, e são brilhantes no infravermelho. Essas Seyferts são chamadas Seyfert 2 e as clássicas com linhas alargadas de Seyfert 1.

Rádio Galáxias
São galáxias cujo núcleo emite fortemente em rádio; elas apresentam ainda lóbulos de rádio que se extendem conforme figura abaixo. A maioria das rádio-galáxias são elípticas.

3C219 3C334
quasars can have huge radio lobes too.

Um terceiro tipo de galáxia ativa, chamado de  BL Lacertae,  constitui-se provavelmente de rádio galáxias com o jato ao longo da nossa linha de visada.

De onde vem a luminosidade das Galáxias ativas e quasares

Um mecanismo possível para explicar a alta luminosidade nuclear dessas galáxias é que essa intensidade de radiação seria produzida por um gás quente em um disco de acresção ao redor de um buraco negro. O  gás quente fica espiralando ao redor do buraco negro e vai sendo dragado, liberando energia.
O buraco negro deve ser supermassivo, com massa da ordem de 100 milhões de massas solares. O disco de acresção é da ordem de meses-luz.

Modelo Unificado

accretion disk around supermassive black hole

Poder de resolução do Hubble

Ao redor do núcleo da rádio-galáxia NGC 4261 existe um anel de gás e poeira com cerca de 400 anos-luz de diâmetro e um jato perpendicular ao plano do disco de poeira e gás. O buraco negro é muito pequeno para ser resolvido à distância desta galáxia. Abaixo imagens terrestre (esquerda) e do Hubble (direita). core of NGC4261