Um olhar de raios-X sobre o coração de quasares poderosos

Os pesquisadores observaram a emissão de raios-X do quasar mais luminoso visto nos últimos 9 bilhões de anos da história cósmica, conhecido como SMSS J114447.77-430859.3, ou J1144 para abreviar. 

A nova perspectiva lança luz sobre o funcionamento interno dos quasares e como eles interagem com seu ambiente. A pesquisa foi publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Quasar. Ilustração via NASA 

Hospedado por uma galáxia a 9,6 bilhões de anos-luz da Terra, entre as constelações de Centaurus e Hydra, J1144 é extremamente poderoso, brilhando 100.000 bilhões de vezes mais que o sol. J1144 está muito mais perto da Terra do que outras fontes da mesma luminosidade, permitindo aos astrônomos obter informações sobre o buraco negro que alimenta o quasar e seu ambiente circundante. 

O estudo foi liderado pelo Dr. Elias Kammoun, pesquisador de pós-doutorado no Instituto de Pesquisa em Astrofísica e Planetologia (IRAP), e Zsofi Igo, Ph.D. candidato no Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE). 

Os quasares estão entre os objetos mais brilhantes e distantes do universo conhecido, alimentados pela queda de gás em um buraco negro supermassivo. Eles podem ser descritos como núcleos galácticos ativos (AGN) de luminosidade muito alta que emitem grandes quantidades de radiação eletromagnética observável em comprimentos de onda de rádio, infravermelho, visível, ultravioleta e raios-X. J1144 foi inicialmente observado em comprimentos de onda visíveis em 2022 pelo SkyMapper Southern Survey (SMSS). 

Para este estudo, os pesquisadores combinaram observações de vários observatórios espaciais: o instrumento eROSITA a bordo do observatório Spectrum-Roentgen-Gamma (SRG), o observatório ESA XMM-Newton, o Nuclear Spectroscopic Telescope Array da NASA (NuSTAR) e o Neil Gehrels da NASA. Observatório Swift. 

A equipe usou os dados dos quatro observatórios para medir a temperatura dos raios-X emitidos pelo quasar. Eles descobriram que essa temperatura é de cerca de 350 milhões de Kelvin, mais de 60.000 vezes a temperatura na superfície do sol. A equipe também descobriu que a massa do buraco negro no centro do quasar é cerca de 10 bilhões de vezes a massa do Sol, e a taxa em que está crescendo é da ordem de 100 massas solares por ano.

 A luz de raios-X desta fonte variou em uma escala de tempo de alguns dias, o que geralmente não é visto em quasares com buracos negros tão grandes quanto o residente em J1144. A escala de tempo típica de variabilidade para um buraco negro desse tamanho seria da ordem de meses ou mesmo anos. As observações também mostraram que enquanto uma porção do gás é engolida pelo buraco negro, parte do gás é ejetado na forma de ventos extremamente poderosos, injetando grandes quantidades de energia na galáxia hospedeira. 

Dr. Kammoun, principal autor do artigo, diz: “Ficamos muito surpresos que nenhum observatório de raios-X anterior tenha observado esta fonte, apesar de seu poder extremo.” 

Ele acrescenta: “Quasares semelhantes são geralmente encontrados a distâncias muito maiores, então eles parecem muito mais fracos, e nós os vemos como eram quando o Universo tinha apenas 2-3 bilhões de anos. J1144 é uma fonte muito rara, pois é tão luminosa e muito mais perto da Terra (embora ainda a uma distância enorme!), dando-nos uma visão única de como são esses poderosos quasares.” 

“Uma nova campanha de monitoramento desta fonte começará em junho deste ano, o que pode revelar mais surpresas desta fonte única.”

Fonte: phys.org