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Cientistas estudam um quasar nas proximidades de um buraco negro

Ilustração da estrutura do jato de 3C 279 em abril de 2017. As datas das observações, as redes e os comprimentos de onda estão nas legendas.

Crédito: J. Y. Kim (MPIfR), Programa de Blazares da Universidade de Boston (VLBA e GMVA) e Colaboração EHT

 

Há um ano, a Colaboração EHT (Event Horizon Telescope) publicou a primeira imagem de um buraco negro na galáxia rádio vizinha M87. Agora, a colaboração extraiu novas informações dos dados do EHT sobre o quasar distante 3C 279: observaram os melhores detalhes, até agora, do jato relativista que se pensa originar das proximidades de um buraco negro supermassivo. Na sua análise, liderada pelo astrônomo Jae-Young Kim, do Instituto Max Planck para Radioastronomia em Bona, Alemanha, estudaram a morfologia em fina escala do jato perto da base onde se pensa que a emissão altamente variável de raios gama tenha origem.

A colaboração EHT continua extraindo informações dos excelentes dados recolhidos na sua campanha global em abril de 2017. O alvo das observações foi o quasar 3C 279, uma galáxia na direção da constelação de Virgem que os cientistas classificaram como quasar, porque um ponto de luz no seu centro brilha intensamente e cintila à medida que enormes quantidades de gás e estrelas caem no buraco negro gigante. O buraco negro tem aproximadamente um bilhão de vezes a massa do Sol e está destruindo o gás e as estrelas que se aproximam num disco de acreção inferido, e vemos que está “esguichando” para fora parte do gás em dois jatos finos de plasma, semelhantes a mangueiras, a velocidades próximas à da luz. Isto significa que no centro estão em jogo forças enormes.

Agora, os telescópios ligados mostram os detalhes mais nítidos de sempre, até uma resolução superior a meio ano-luz, para melhor ver o jato até o disco de acreção esperado e para ver o jato e o disco em ação. Os dados analisados recentemente mostram que o jato tem uma forma torcida inesperada na sua base, e, pela primeira vez, vemos características perpendiculares ao jato, que primeiro podiam ser interpretadas como o disco de acreção a partir do qual os jatos são ejetados dos polos. Comparando imagens dos dias subsequentes, vemos que alteram os seus

detalhes finos, sondando a ejeção do jato, mudanças que antes eram vistas apenas em simulações numéricas.

Jae-Young Kim, líder da análise, está entusiasmado e ao mesmo tempo intrigado: “Sabíamos que, de todas as vezes que abríssemos uma nova janela para o Universo, poderíamos encontrar algo novo. Aqui, onde esperávamos encontrar a região onde o jato se forma, obtendo a imagem mais nítida possível, encontramos um tipo de estrutura perpendicular. É como encontrar uma forma muito diferente abrindo a boneca matrioska menor.” Além disso, o fato de as imagens mudarem tão rapidamente também surpreendeu os astrônomos. “Os jatos relativísticos mostram movimentos aparentemente superluminais, como uma espécie de ilusão de ótica, mas isto, perpendicularmente à expectativa, é novo e requer análise cuidadosa,” acrescenta Jae-Young Kim.

Thomas Krichbaum, que projetou as observações da fonte em 2016 como investigador principal do projeto, realça a desafiadora interpretação dos dados: “É difícil conciliar o movimento de direção transversal do jato com o simples entendimento de um jato relativista de propagação externa. Isto sugere a presença de instabilidades de propagação do plasma num jato dobrado ou de uma rotação interna do jato.” Ele acrescenta: “3C 279 foi a primeira fonte na astronomia a mostrar movimentos

superluminais, e hoje, quase cinquenta anos depois, ainda nos reserva algumas surpresas.”

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