Um grupo internacional de cientistas publicou novas observações do primeiro quasar já identificado, conhecido como 3C 273, localizado na constelação de Virgem, que mostram as porções mais internas e profundas do proeminente jato de plasma do quasar.
© Wolfgang Steffen (ilustração do quasar 3C 273)
Os quasares são um dos tipos mais ativos e brilhantes dos buracos negros supermassivos encontrados no núcleo de quase todas as galáxias. Estes buracos negros supermassivos no centro das galáxias emitem jatos estreitos e incrivelmente poderosos de plasma, que escapa em velocidade próxima à da luz. Mas o processo de formação destes jatos ainda é um mistério para astrônomos e astrofísicos.
O novo estudo inclui observações do jato do quasar 3C 273 na maior resolução angular e na maior profundidade já obtidas em um buraco negro central e traz um novo entendimento sobre a colimação dos jatos, que é o processo no qual eles são concentrados em um feixe estreito e pode avançar por distâncias extremas, para muito além da área dominada pela gravidade do buraco negro e até mesmo escapando da galáxia hospedeira deste buraco negro. Os buracos negros supermassivos também têm influência na evolução galáctica.
O trabalho teve participação de pesquisadores do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da Universidade de São Paulo (USP). O 3C 273 tem sido estudado há décadas como o laboratório ideal mais próximo para jatos de quasar. No entanto, mesmo sendo um vizinho próximo, até recentemente não havia uma visão nítida o suficiente para ver onde este poderoso jato estreito de plasma é moldado.
A imagem do jato do quasar 3C 273 fornece aos cientistas a primeira visão das porções mais internas do jato de um quasar, onde ocorre a colimação e o estreitamento do feixe. A equipe também determinou que o ângulo do plasma fluindo do buraco negro é comprimido ao longo de uma distância muito extensa. O trabalho foi possibilitado pelo uso coordenado de um conjunto de radioantenas ao redor da Terra, combinando os instrumentos Global Millimeter VLBI Array (GMVA) e Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), no Chile. O GMVA e o ALMA foram conectados ao redor de continentes utilizando uma técnica chamada interferometria de longa linha de base (VLBI) para obter informações altamente detalhadas de fontes astronômicas distantes.
O astrofísico Ciriaco Goddi, que atualmente é pesquisador visitante no IAG, participou da equipe deste trabalho como responsável por observar, calibrar e analisar os dados do ALMA. As novas imagens mostram o jato 3C 273 com um nível de detalhe nunca antes alcançado. Em particular, graças à combinação de GMVA e ALMA, foi possível finalmente ter acesso à base destes poderosos jatos e investigar seus mecanismos de aceleração e colimação.
Por meio do desenvolvimento de hardware e software para VLBI, os 66 radiotelescópios do ALMA foram transformados na estação de interferometria astronômica mais sensível do mundo. A obtenção de dados nestes comprimentos de onda aumenta significativamente a resolução e sensibilidade do conjunto. Também foram feitas observações utilizando o High Sensitivity Array, para estudar o quasar 3C 273 em diferentes escalas, com o objetivo de medir a forma global do jato.
Os dados deste estudo foram coletados em 2017, na mesma época em que as observações do Event Horizon Telescope (EHT) revelaram a primeira imagem de um buraco negro. O novo estudo abre a possibilidade de novas explorações dos processos de colimação em outros tipos de buracos negros. Dados obtidos em frequências mais altas, como 230 e 345 GHz com o EHT, permitem que cientistas observem detalhes mais sutis em quasares e outros buracos negros.
Um artigo foi publicado no periódico The Astrophysical Journal.
Veja também sobre o assunto, no blog: Revelada estrutura desconhecida em galáxia.
Fonte: Universidade de São Paulo
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