Entendendo Galáxias Infravermelhas Luminosa e Suas Emissões de Rádiotransmissão

Existem diferentes tipos de galáxias no universo, e algumas delas foram classificadas como Galáxias Infravermelhas Luminosa (LIRGs) e Galáxias Infravermelhas Ultra Luminosa (ULIRGs). Essas galáxias são interessantes porque são bem energéticas e muitas vezes ativas na Formação de Estrelas. Queremos entender quais processos estão rolando nessas galáxias e como eles contribuem para a evolução geral do universo.

#O Problema

Um dos desafios em estudar essas galáxias é que elas costumam emitir sinais em frequências de rádio, o que dificulta saber de onde vem essa emissão. Os sinais de rádio podem ser produzidos por diferentes processos, como a formação de novas estrelas ou atividade de Buracos Negros Supermassivos no centro dessas galáxias. Essa mistura de sinais torna complicado descobrir quanto da Emissão de Rádio é resultado da formação de estrelas em comparação com a dos buracos negros.

#O Projeto

Para resolver esse problema, foi lançado um projeto chamado PARADIGM (Análise PAncronômica de Alta Resolução de Fusões de Galáxias Distantes). O objetivo desse projeto é entender a formação de estrelas e a montagem de massa nas galáxias. A gente planeja alcançar esse objetivo usando diferentes telescópios e técnicas para estudar as emissões de rádio dessas galáxias.

#A Importância dos Estudos de Multi-Resolução

Para estudar efetivamente as emissões de rádio, usamos uma combinação de telescópios que conseguem observar em diferentes resoluções. Dois instrumentos principais utilizados são o Very Large Array (VLA) e o enhanced-Multi Element Radio Linked Interferometer Network (e-MERLIN). A combinação dos dados desses instrumentos nos permite capturar emissões de rádio em diferentes escalas, levando a uma compreensão mais abrangente do que está rolando nessas galáxias.

#Métodos de Estudo

1. Coleta de Dados: A gente coleta dados de rádio tanto do e-MERLIN quanto do VLA. Os dados do e-MERLIN geralmente fornecem imagens de maior resolução, enquanto o VLA oferece mais sensibilidade em áreas maiores.

2. Processamento de Imagens: Os dados de rádio são processados usando vários pacotes de software que ajudam a limpar e calibrar os dados. Esse processo envolve corrigir erros e garantir que as imagens reflitam as emissões reais das galáxias.

3. Identificação de Fontes: Usando técnicas de extração de fontes, identificamos os diferentes componentes da emissão de rádio. Esses componentes podem ser regiões compactas do núcleo, emissões difusas nucleares e emissões em larga escala.

4. Medidas de Densidade de Fluxo: A gente mede a quantidade de emissão de rádio (densidade de fluxo) vinda de diferentes partes das galáxias. Isso ajuda a avaliar quanto da emissão está associada à formação de estrelas em comparação com a atividade dos buracos negros.

#Resultados e Descobertas

#Galáxias Estudadas

• VV705: Esse sistema em fusão inclui dois componentes. A parte norte mostra sinais de atividade de rádio significativa, com um forte componente compacto no núcleo indicando possível formação de estrelas ou atividade de buraco negro.

• UGC5101: Essa galáxia é classificada como ULIRG. Nossas observações mostram que ela tem um núcleo compacto e emissões difusas significativas, que provavelmente indicam formação de estrelas em andamento.

• UGC8696: Também conhecida como Mrk273, é uma fusão em estágio final com indicações de múltiplos núcleos galácticos ativos (AGN). Os dados revelam mais complexidade em suas emissões de rádio, sugerindo que tanto a formação de estrelas quanto a atividade AGN são significativas aqui.

• VV250: Esse sistema consiste em duas fontes semelhantes. Os dados mostram que ambas estão provavelmente contribuindo para as emissões de rádio, mas separar suas contribuições exige uma análise cuidadosa.

#Observações Chave

1. Emissões Compactas no Núcleo: As regiões compactas no núcleo foram medidas com sucesso nas galáxias estudadas, com tamanhos indicando que muitas dessas regiões estão de fato relacionadas a formação de estrelas ou atividade de buraco negro.

2. Emissões Difusas Nucleares: Essas emissões, que estão espalhadas por áreas maiores, frequentemente indicam atividade de formação de estrelas rolando longe das regiões densas do núcleo.

3. Emissões Estendidas: Os dados do VLA nos permitiram ver emissões que são mais estendidas, dando uma ideia melhor de como a formação de estrelas está ocorrendo pela galáxia, não só no centro.

#Medindo Taxas de Formação de Estrelas

Um dos objetivos do projeto é derivar taxas de formação de estrelas para as galáxias estudadas. Analisando as emissões de rádio, conseguimos estimar quantas novas estrelas estão sendo formadas. As estimativas são desafiadoras, mas fornecem insights sobre a saúde e os níveis de atividade dessas galáxias.

#O Futuro Dessa Pesquisa

O conhecimento adquirido com essa pesquisa não só vai ajudar a entender melhor as galáxias específicas estudadas, mas também vai fornecer uma base para avaliar outras galáxias no universo. Expandindo as técnicas e aplicando-as a uma amostra maior, pretendemos esclarecer a relação entre emissões de rádio, formação de estrelas e a evolução das galáxias.

#Conclusão

Combinando técnicas avançadas de astronomia de rádio e múltiplos instrumentos, estamos começando a desvendar as complexidades da formação e atividade de galáxias. Nossa pesquisa pode, em última análise, contribuir para uma compreensão mais profunda de como as galáxias evoluem com o tempo, o papel da formação de estrelas e a conexão com a atividade de buracos negros pelo universo.