Quasar mais próximo da Via Láctea esconde estrutura desconhecida em sua galáxia

 Impressão artística de uma galáxia gigante com um jato de alta energia. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Uma estrutura desconhecida, formada por emissões de rádio fracas em uma galáxia gigante que abriga um quasar, foi detectada por uma equipe de astrônomos japoneses. A descoberta foi feita pela primeira vez com uma nova técnica de estudo dos quasares, considerados como alguns dos mais brilhantes no universo, e pode ajudar os cientistas a entender melhor a relação entre buracos negros ativos e a supressão de formação estelar.

Considerados os núcleos extremamente luminosos das galáxias com buracos negros supermassivos em seus centros, os quasares emitem radiação intensa, vinda das grandes quantidades de gás aquecido do disco de acreção ao redor de buracos negros. No novo estudo, os pesquisadores usaram o telescópio chileno Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para examinar o quasar 3C 273.

Localizado a aproximadamente 2,4 bilhões de anos-luz da Terra, o 3C 273 foi o primeiro quasar descoberto, e também é o mais brilhante e profundamente estudado. Embora seja conhecido há anos, grande parte de nosso conhecimento sobre ele é relacionado a seu núcleo central brilhante, origem da maioria das ondas de rádio do objeto.

À esquerda, o quasar 3C 273 observado pelo telescópio Hubble; à direita, uma foto de ondas de rádio do objeto, feita pelo ALMA (Imagem: Reprodução/Komugi et al., NASA/ESA Hubble Space Telescope)

O problema é que a luz do quasar dificulta observações do restante da galáxia, e isso fica ainda mais acentuado nos comprimentos de onda de rádio observados pelo ALMA. Para contornar a questão, a equipe liderada por Shinya Komugi, da Kogakuin University, trabalhou com a “auto-calibração”. Esta é uma técnica em que o 3C 273 é usado para reduzir seu próprio brilho através de correções das flutuações da atmosfera, que podem afetar as detecções.

Como resultado, o método permitiu que o ALMA realizasse observações nos maiores alcances dinâmicos já alcançados, com frequências de 85.000, 39.000 e 2.500 GHz, e revelou detalhes jamais vistos antes: a equipe conseguiu observar uma estrutura desconhecida na galáxia do quasar, formada por uma banda estreita de emissões de rádio que se estende por dezenas de milhares de anos-luz. As emissões vêm das centenas de bilhões de massas solares de hidrogênio gasoso ionizado pela radiação ultravioleta e de raios X liberados do quasar.

Esta é a primeira vez que ondas de rádio vindas de um mecanismo do tipo são encontradas se estendendo a milhares de anos-luz na galáxia que abriga o quasar, e a descoberta pode ajudar a responder se a energia do objeto pode ser forte o suficiente para afetar a capacidade de a galáxia para formar novas estrelas. O hidrogênio gasoso é um ingrediente essencial para a formação estelar, mas a ionização impede que isso ocorra.

Curiosamente, parece haver uma grande reserva de hidrogênio molecular gasoso na galáxia do quasar 3C 273, onde ainda há estrelas em formação. Isso sugere duas possibilidades: ou a relação entre as emissões do quasar e a suspensão de formação estelar não é tão concreta quanto se pensava, ou o objeto e sua galáxia foram observados no breve período antes de os efeitos das emissões do quasar ficarem aparentes. 

Komugi nota que a descoberta representa um novo caminho para estudos de problemas abordados por observações da luz visível. “Ao aplicar a mesma técnica para outros quasares, esperamos entender como a galáxia evolui através das interações com seu núcleo central”, disse ele, em um comunicado.

Fonte: Canaltech