Galáxia muda de classificação à medida que o jato muda de direção

Uma equipe de astrônomos internacionais descobriu uma galáxia que mudou de classificação devido à atividade única dentro de seu núcleo. A galáxia, chamada PBC J2333.9-2343, foi anteriormente classificada como uma galáxia de rádio, mas a nova pesquisa revelou o contrário. 

O trabalho foi publicado na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Uma imagem colorida usando os filtros z/i/g retirados do Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS) PS1, um sistema para imagens astronômicas de campo amplo desenvolvido e operado pelo Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí. A galáxia PBC J2333.9-2343 está localizada no centro da imagem. Crédito: Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí 

PBC J2333.9-2343, localizado 656 844 372 anos-luz de distância, foi agora classificado como uma galáxia de rádio gigante que tem 4 milhões de anos-luz de diâmetro e passa a ter um blazar em seu núcleo. Um blazar é um núcleo galáctico ativo (AGN) com um jato relativístico (um jato que viaja perto da velocidade da luz) direcionado para um observador. 

Os bazares são objetos de energia muito alta e são considerados um dos fenômenos mais poderosos do universo. A pesquisa revelou que no PBC J2333.9-2343, o jato mudou sua direção drasticamente por um ângulo de até 90 graus, passando de estar no plano do céu, perpendicular à nossa linha de visão, para apontar diretamente para nós. 

Um jato de blazar é feito de partículas elementares carregadas, como elétrons ou prótons, que se movem a velocidades próximas à velocidade da luz. Estes se movem em círculos em torno de um forte campo magnético, causando a emissão de radiação em todo o espectro eletromagnético. No PBC J2333.9-2343, acredita-se que o jato se origine de ou perto do buraco negro supermassivo em seu centro. 

Com o jato apontando em nossa direção, a emissão é fortemente aumentada e pode facilmente exceder a proveniente do resto da galáxia. Isso, por sua vez, impulsiona erupções de alta intensidade mais fortes do que as provenientes de outras radiogaláxias, mudando assim sua categorização. 

A orientação dos jatos para nós determina como uma galáxia é classificada. Quando dois jatos apontam para o plano do céu, eles são classificados como uma galáxia de rádio, mas se um dos jatos aponta para nós, então o AGN da galáxia é conhecido como um blazar. Com jatos no plano do céu e um direcionado a nós, a PBC J2333.9-2343 foi reclassificada como uma galáxia de rádio com um blazar em seu centro. 

Mudanças na direção dos jatos foram descritas no passado, por exemplo, com radiogaláxias em forma de X. Esta é a primeira vez que tal fenômeno foi observado onde não sugere a presença de duas fases diferentes de atividade de jato a partir de sua morfologia observada em radiofrequências - a mudança de direção parece ter ocorrido na mesma explosão nuclear originária do AGN.

Para descobrir mais sobre esta misteriosa galáxia, os astrônomos tiveram que observá-la em uma ampla gama do espectro eletromagnético. O PBC J2333.9-2343 foi observado com telescópios de rádio, óptico, infravermelho, raios-X, ultravioleta e raios gama. Os dados foram obtidos do radiotelescópio alemão Effelsberg de 100m no Instituto Max Planck de Radioastronomia, do telescópio óptico SMARTS de 1,3 m da Universidade de Yale e do Observatório Swift Neil Gehrels da Penn State. 

A equipe então comparou as propriedades do PBC J2333.9-2343 com grandes amostras de blazares e galáxias não-blazares fornecidas pelo projeto ALeRCE (Automatic Learning for the Rapid Classification of Events) no Chile com dados do Zwicky Transient Facility (ZTF) e do Sistema de Último Alerta de Impacto Terrestre de Asteroides (ATLAS). 

Usando os dados observacionais, a equipe concluiu que esta galáxia tem um blazar brilhante no centro, com dois lóbulos nas áreas externas do jato. Os lóbulos que são observados estão relacionados com os jatos antigos e não estão mais sendo alimentados pela emissão do núcleo, de modo que esses lóbulos são relíquias da atividade de rádio passada. O AGN não dirige mais os lóbulos como visto em radiogaláxias típicas. 

A equipe ainda não sabe o que causou a mudança drástica na direção dos jatos. Eles especulam que poderia ter sido um evento de fusão com outra galáxia ou qualquer outro objeto relativamente grande, ou uma forte explosão de atividade no núcleo galáctico após um período dormente. 

A Dra. Lorena Hernández-García, principal autora do artigo e pesquisadora do Instituto Millenium de Astrofísica, diz: "Começamos a estudar esta galáxia à medida que ela mostrava propriedades peculiares. Nossa hipótese era que o jato relativista de seu buraco negro supermassivo havia mudado sua direção e, para confirmar essa ideia, tivemos que realizar muitas observações." 

Ela acrescenta: "O fato de vermos que o núcleo não está mais alimentando os lobos significa que eles são muito velhos. Eles são as relíquias da atividade passada, enquanto as estruturas localizadas mais próximas do núcleo representam jatos mais jovens e ativos.

Fonte: phys.org