No centro de quase todas as galáxias existe um buraco negro supermassivo. Mas existem muitos tipos diferentes. Os quasares, por exemplo, são um dos tipos mais brilhantes e ativos de centros galácticos. Um grupo internacional, incluindo pesquisadores do Instituto Max Planck de Radioastronomia em Bonn, apresenta novas observações do primeiro quasar já identificado. Este “objeto quase estelar”, denominado 3C 273, está localizado a uma distância de cerca de 1.9 bilhão de anos-luz na direção da constelação de Virgem. As novas imagens de rádio rastreiam o jato até sua origem e mostram como sua largura varia com o aumento da distância do buraco negro central.
Buracos negros supermassivos ativos emitem jatos de plasma estreitos e incrivelmente poderosos que escapam quase à velocidade da luz. Thomas Krichbaum, astrônomo do Instituto Max Planck de Radioastronomia (MPIfR) em Bonn, Alemanha, um dos principais autores do trabalho, diz: “Esses jatos foram estudados ao longo de muitas décadas, mas os detalhes da formação do jato não estão bem compreendidos e isso é um tópico de pesquisa em andamento. Uma questão não resolvida é como e onde os jatos são colimados em um feixe estreito, o que permite que eles se propaguem a distâncias extremas além de sua galáxia hospedeira. Os astrônomos agora percebem que esses jatos de longo alcance podem até afetar a evolução galáctica. Essas novas observações de rádio estão sondando até 0.5 anos-luz no coração do buraco negro em 3C273 na região, onde o fluxo de plasma do jato é colimado em um feixe estreito”.
Este novo estudo, publicado no The Astrophysical Journal, inclui observações do jato 3C 273 na maior resolução angular até o momento. O trabalho inovador foi possível graças ao uso de um conjunto coordenado de antenas de rádio em todo o mundo, uma combinação do Global Millimeter VLBI Array (GMVA) e do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) no Chile. Além disso, também foram feitas observações coordenadas com o High Sensitivity Array (HSA) para estender o estudo de 3C 273 a escalas maiores, a fim de medir também a forma global do jato. Os dados desta pesquisa foram coletados em 2017, na mesma época em que as observações do Event Horizon Telescope (EHT) revelaram as primeiras imagens de um buraco negro em M87, que é uma rádio galáxia cerca de 20 vezes mais próxima que 3C273.
“O 3C 273 tem sido estudado há décadas como o laboratório mais próximo ideal para jatos de quasar”, diz Hiroki Okino, principal autor deste artigo e aluno de doutorado da Universidade de Tóquio e do Observatório Astronômico Nacional do Japão. “No entanto, embora o quasar seja um vizinho próximo, até recentemente, não tínhamos olhos aguçados o suficiente para ver onde esse fluxo estreito e poderoso de plasma se forma.”
A imagem do jato 3C 273 dá aos cientistas a primeira visão da parte mais interna do jato em um quasar, onde ocorre a colimação ou estreitamento do feixe. A equipe descobriu ainda que o ângulo do fluxo de plasma que flui para fora do buraco negro é reduzido a uma distância muito longa. Essa parte estreita do jato continua incrivelmente longe, bem além da área onde a gravidade do buraco negro domina.
“É impressionante ver que a forma do poderoso fluxo é formada lentamente por uma longa distância em um quasar extremamente ativo. Isso também foi descoberto nas proximidades em buracos negros supermassivos muito mais fracos e menos ativos”, diz Kazunori Akiyama, cientista pesquisador do MIT Haystack Observatory e líder do projeto. “Os resultados colocam uma nova questão: como a colimação do jato acontece de forma tão consistente em sistemas tão variados de buracos negros?”
As novas imagens extremamente nítidas do jato 3C 273 foram possíveis graças à inclusão do interferômetro ALMA, que foi aprimorado para atuar como um único grande radiotelescópio. O GMVA e o ALMA foram conectados entre os continentes usando uma técnica chamada interferometria de linha de base muito longa (VLBI) para obter informações altamente detalhadas sobre fontes astronômicas distantes. A notável capacidade VLBI do ALMA foi possibilitada pela equipe do ALMA Phasing Project (APP). A equipe internacional do APP, liderada pelo MIT Haystack Observatory e pelo MPIfR, desenvolveu o hardware e o software para transformar o ALMA, um conjunto de sessenta e seis telescópios, na estação de interferometria astronômica mais sensível do mundo. A coleta de dados nesses comprimentos de onda aumenta muito a resolução e a sensibilidade da matriz VLBI.
Anton Zensus, diretor do MPIfR e coautor do presente trabalho, conclui: “A adesão do ALMA às redes globais VLBI é um divisor de águas completo para a ciência dos buracos negros. Com esta descoberta, obtivemos as primeiras imagens de buracos negros supermassivos e agora, em casos como o 3C 273, está nos ajudando a ver pela primeira vez novos detalhes incríveis sobre como os buracos negros alimentam seus jatos também em objetos tão distantes.”
Fonte:
https://www.mpg.de/19564279/quasar-3c-273?c=2249
